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Le potentiel croissant de la digestion anaérobie (DA)

Le potentiel croissant de la digestion anaérobie (DA)

Usine de digestion anaérobie (AD) de Bygrave Lodge à Weston Bygrave, Royaume-Uni [Source de l'image: Peter O'Connor, Flickr]

La digestion anaérobie (DA) implique un certain nombre de processus dans lesquels les micro-organismes décomposent les matériaux biodégradables en l'absence d'oxygène afin de gérer les déchets et / ou de générer de la bioénergie. Dans la nature, c'est la principale source de méthane, comme l'a découvert le scientifique italien Alessandro Volta en 1776.

De nos jours, l'AD est utilisé dans l'industrie du traitement des eaux pour traiter les boues d'épuration et également dans l'industrie des déchets pour convertir les gaz de décharge en énergie. Cependant, cette dernière application n'est pas actuellement utilisée à son plein potentiel, compte tenu notamment de la quantité de nourriture gaspillée par les producteurs et les consommateurs chaque année. Pour cette raison, il existe un potentiel énorme pour la production de biogaz en tant que forme d'énergie renouvelable. Celui-ci peut être utilisé comme combustible, par exemple dans des centrales thermiques et électriques combinées, ou être converti en biométhane, qui peut à son tour être utilisé en remplacement du gaz naturel. Le digestat restant peut également être utilisé de manière productive - comme engrais.

Ces dernières années, le recyclage des déchets combiné aux nouvelles technologies a entraîné une baisse des coûts d'investissement des usines de DA, de sorte qu'un certain nombre de gouvernements du monde entier se penchent désormais sérieusement sur la DA, notamment au Royaume-Uni, en Allemagne et au Danemark.

Au Royaume-Uni, le secteur de la DA, en dehors de l'industrie du traitement de l'eau, a augmenté de 622%, selon Charlotte Morton, directrice générale de l'Anaerobic Digestion and Bioresources Association (ADBA), dans le magazine Biocycle l'année dernière. Au cours de la même période, l'énergie produite à partir du gaz d'épuration a augmenté d'un quart. Environ 100 nouvelles usines AD ont ouvert au Royaume-Uni l'année dernière, dans tous les secteurs, y compris le traitement de l'eau. Cela signifie que l'industrie AD a maintenant plus de 456 MW de capacité d'électricité et de biométhane provenant de 396 centrales à travers le pays, plus ou moins équivalente à l'énergie produite par l'une des centrales nucléaires du Royaume-Uni à Wyfla, qui est en cours de démantèlement. . ADBA estime que le potentiel de croissance de la MA est énorme. Il pourrait générer plus de 80 terrawattheures (TWh) de gaz vert, soit environ 30% de la demande intérieure de gaz au Royaume-Uni, ainsi que 35000 emplois verts et contribuer pour environ 3 milliards de livres (4,6 milliards de dollars) à l'économie britannique. . Les biofertilisants riches en nutriments de l'industrie pourraient valoir environ 200 millions de livres sterling (309 millions de dollars) pour les agriculteurs britanniques, tandis que la DA pourrait également contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre du Royaume-Uni de 2 pour cent.

Le recyclage des déchets alimentaires à lui seul grâce à la DA pourrait produire 9,3 TWh par an d'ici 2025. Actuellement, plus de 91 usines de traitement de déchets alimentaires sont actuellement en service, et de nombreuses autres devraient être développées. Ces usines reçoivent généralement des déchets alimentaires de la part des fabricants d'aliments et de boissons, des entreprises de transformation des aliments, des établissements d'accueil et de restauration tels que les pubs, cafés, restaurants et hôtels, les autorités locales (via les collectes de déchets alimentaires ménagers), les écoles, les collèges et les universités, les hôpitaux, les supermarchés. et les magasins de détail.

Le secrétaire britannique à l'Énergie, Amber Rudd MP, ouvre officiellement l'usine AD de Nestlé à Newcastle [Source de l'image: Département de l'énergie et du changement climatique (DECC), Flickr]

Les usines de biométhane peuvent produire du carburant propre pour les véhicules et il y a maintenant environ 30 usines de biométhane en service à travers le Royaume-Uni, le nombre de points de ravitaillement en gaz au Royaume-Uni fournissant du biométhane doublant d'année en année au cours des trois dernières années pour atteindre 11 sites au total. En plus de la demande importante des exploitants de flottes de véhicules, la Commission européenne (CE) a publié l'année dernière un nouveau cadre réglementaire qui pourrait obliger les États membres de la CE à développer des points de ravitaillement accessibles au public tous les 400 kilomètres (250 miles) d'ici la fin de 2025.

Les usines AD dans les fermes sont de plus en plus nombreuses, avec 139 usines en service l'année dernière. Heureusement, les agriculteurs reconnaissent de plus en plus les avantages de la technologie comme moyen de traiter les fumiers et les lisiers en plus de générer de l'énergie renouvelable.

Cependant, comme pour les autres secteurs des énergies renouvelables, la croissance de la DA ne viendra que s'il existe un environnement politique stable, y compris la fourniture d'incitations, afin de maintenir la certitude et la confiance des investisseurs. En ce qui concerne le carburant pour véhicules, à l'heure actuelle, le Royaume-Uni a encore beaucoup à faire avant de pouvoir atteindre l'objectif 2020 de 10% de carburant renouvelable pour les transports de la directive sur les énergies renouvelables (RED). Le débat permanent autour du changement indirect d'affectation des terres (ILUC) et de l'utilisation des cultures pour les biocarburants en général entrave les efforts pour atteindre cet objectif.

La famille Roe, qui vit près de Bridgwater, Somerset, a développé une entreprise prospère en se tournant vers AD. Ils exploitent 158 ​​hectares de terres dans le sud-ouest de l'Angleterre, la famille ayant été dans l'agriculture depuis plus de 100 ans, se concentrant principalement sur les cultures arables, en particulier les céréales. Lorsque le marché de la pomme de terre a décliné à la fin des années 90, ils sont passés au stockage de produits alimentaires, mais maintenant, face à la hausse des coûts de l’électricité, ils ont envisagé la digestion anaérobie (DA) comme un moyen de couvrir leurs besoins énergétiques.

L'électricité représentait auparavant un quart de leurs dépenses, mais en 2007, ces coûts semblaient être sur le point d'augmenter de 72% par rapport aux deux années précédentes. Les Roe ont répondu à cela en développant l’une des plus grandes opérations antidumping du pays, qui produit désormais l’équivalent de 9 300 kilowatts d’électricité et de biogaz, essentiellement à partir de maïs cultivé localement. En 2012, ils ont augmenté la quantité d'électricité exportée vers le réseau à 2 MW et en 2013, une unité combinée de chaleur et d'électricité a porté cette capacité à 3,8 MW. En mai 2015, une usine de gaz au réseau a commencé à produire de l'électricité, ce qui lui a permis de produire 3,2 MW d'électricité et 1 200 mètres cubes de gaz, en utilisant 60 000 à 65 000 tonnes de déchets alimentaires par an. Un certain nombre d'agriculteurs locaux ont accepté de fournir des cultures bioénergétiques telles que le maïs et la betterave.

Un digesteur de sileage de maïs près de Neumünster, en Allemagne [Source de l'image: Wikipédia Commons]

L'utilisation de la betterave permet de réduire les déchets, tandis que le maïs peut conduire à un déchet mixte fibreux généré par le mélange de chutes d'emballages alimentaires en plastique avec des matières non digestibles du maïs. Ceci est très difficile à recycler et est généralement envoyé à la décharge. De plus, la betterave peut produire 30 tonnes de biogaz par acre, contre seulement 16 à 18 tonnes par acre pour le maïs. Les variétés de betteraves énergétiques telles que KWS Gerty et Linova peuvent générer certains des rendements de biomasse les plus élevés par acre, de 25 à 45% de plus qu'une variété de betteraves fourragères. Ils peuvent également produire plus de gaz par kilogramme de racine. Des tests en laboratoire à Cannington ont montré qu'une variété de betterave fourragère typique produit 112 mètres cubes de gaz par tonne, contre 160 mètres cubes par tonne pour la betterave énergétique.

Certains politiciens britanniques commencent maintenant à faire pression pour l'expansion de l'industrie, en aidant à sensibiliser aux avantages de la MA, tandis que l'ADBA elle-même a appelé la chancelière à allouer 25 millions de livres sterling pour aider à stimuler la recherche sur le biogaz, le digestat et les bioproduits. Pendant ce temps, des découvertes récentes dans des universités au Royaume-Uni et en Australie ont montré que les champignons présents dans le tube digestif des bovins pourraient contribuer à rendre la production de MA et de biogaz plus efficace.

Avec les bonnes incitations du gouvernement, ce secteur pourrait avoir un avenir prometteur.


Voir la vidéo: Animation of The Solar CITIES mini Biogas Digester (Octobre 2021).