Quels sont les gaz renouvelables ?

Des gaz issus de sources d'énergie renouvelable, oui, ça existe ! Crédit : Pixabay

Des gaz issus de sources renouvelables, c’est possible ? Et oui ! Il n’y a pas que l’électricité verte qui existe comme alternative écologique aux énergies fossiles ! Si vous désirez savoir d’où ils viennent et à quoi ils servent, vous êtes au bon endroit !

Les énergies fossiles dont fait partie le gaz naturel sont souvent pointées du doigt à cause de leurs émissions massives de polluants nocifs. Du coup, pour réduire ces rejets, d’autres systèmes de production sont utilisés et permettent entre autres d’obtenir du biogaz. Mais sur base de quelles sources d’énergie ?

Des gaz renouvelables, c’est quoi ?

Ce sont des « gaz issus de la transformation de sources d’énergie renouvelable, soit par fermentation, soit par traitement thermochimique ». Voilà la définition donnée par le décret du 19 décembre 2002 relatif au marché régional du gaz. Généralement, vous retrouverez cette notion abrégée en ces termes : « gaz issus de SER ».

Concrètement, se cachent derrière cette définition les gaz suivants.

Le biogaz

Le biogaz est également dénommé « gaz naturel renouvelable » ou « gaz de marais ». C’est sa composition qui le distingue du gaz naturel d’origine fossile : il est constitué d’un mélange de méthane (de 50 % à 70 %) et de dioxyde de carbone (CO2), ainsi que d’autres éléments tels que de la vapeur d’eau et du sulfure d’hydrogène (H2S). C’est toutefois seulement du méthane que provient l’énergie du biogaz. Celui-ci est un gaz combustible dont l’utilisation est réservée à la production d’électricité, de chaleur ou de biocarburant.

Le gaz naturel comprend lui aussi du méthane mais au contraire du biogaz, il contient en plus du propane et d’autres composants.

Quelles sont les sources du biogaz ?

Ce gaz est produit lors de la décomposition de matières organiques animales ou végétales. Ce processus naturel de dégradation et de fermentation est appelé « méthanisation ». Les sources de biogaz sont nombreuses, les stockages de matières organiques étant diversifiés :

  • Les cultures ;
  • Les décharges : la quantité de biogaz présente dépend de l’étanchéité du système d’exploitation ;
  • La collecte des déchets putrescibles : la méthanisation prend moins de temps qu’en décharge grâce à l’utilisation de bioréacteurs particuliers ;
  • Les boues d’épuration : ces boues constituent les principaux déchets produits lors du traitement des eaux usées des stations d’épuration ;
  • Les effluents d’élevages (lisiers et fumiers) : le stockage des effluents permet leur méthanisation. Il s’agit ici des déjections animales et des déchets agricoles comme les résidus de culture et d’ensilage (technique de conservation du fourrage), des gazons, etc. ;
  • Les effluents des industries agroalimentaires ;
  • Le fond des lacs et marais : la production du biogaz a naturellement lieu lors du processus de fermentation dans les marais, lits des rivières et lacs.

Les gaz de synthèse (« SNG » ou « syngas »)

Les « syngas », aussi appelés gaz de synthèse, gaz synthétiques ou gaz de gazogène, sont obtenus après avoir subi un processus industriel de gazéification. Celui-ci correspond à un mécanisme thermochimique qui permet de convertir la biomasse en énergie en chauffant une ressource organique à haute température. À partir de matières telles que le bois, les fientes, les résidus agricoles et végétaux, il devient alors possible de produire un gaz de synthèse combustible dans un moteur de cogénération.

Quatre étapes sont obligatoires pour valoriser la biomasse par thermochimie :

  1. La préparation et le séchage de la biomasse ;
  2. La gazéification ;
  3. La purification des gaz ;
  4. La synthèse des molécules comme des hydrocarbures.

D’abord, il faut que le réacteur de gazéification se charge de convertir la biomasse en un syngas brut. Ensuite, celui-ci est acheminé vers une installation de traitement du gaz dont le rôle va être de l’épurer et de le refroidir. Enfin, une unité de cogénération va valoriser le syngas en électricité et chaleur.

Le biométhane

Le biométhane correspond à du biogaz qui a été épuré de façon à éliminer le CO2 et les autres composés pour uniquement garder le méthane. Celui-ci possède des caractéristiques semblables au gaz naturel disponible dans le réseau de transport ou de distribution et à celui utilisé comme carburant pour les véhicules.

Le biométhane est donc un gaz combustible qui provient de la transformation de diverses matières organiques : bois, végétaux, déchets organiques domestiques, agricoles ou industriels, boues d’épuration, etc. Il est employé entre autres comme chauffage, électricité et carburant.

Aujourd’hui, en Région wallonne, ces différentes sources énergétiques naturelles ne seraient pas encore exploitées à leur maximum selon le régulateur wallon (CWaPE).

Pourquoi utiliser ces gaz renouvelables ?

Transformer les résidus organiques en gaz comporte non seulement des avantages environnementaux mais aussi économiques et stratégiques :

  • Réduction des émissions de méthane produites naturellement lors du processus de fermentation ;
  • Réduction des émissions de carbone ;
  • Production d’énergie renouvelable et utilisation moindre des énergies fossiles qui a pour conséquence de diminuer notre dépendance énergétique ;
  • Conversion des déchets problématiques en combustibles utiles ;
  • Production économique d’énergie sur le site et moins de pertes de transmission ;
  • Soutien à d’autres politiques liées à l’agriculture, le traitement des déchets…

Comment valoriser ces gaz ?

1. La cogénération

Les installations de production d’électricité ou de cogénération sont les mécanismes les plus utilisés. Ces dernières permettent d’optimaliser les ressources locales en valorisant l’ensemble de la production d’énergie et en réduisant ainsi les pertes. Leur exploitation n’est pas anodine : elle s’inscrit dans une volonté de soutien à la filière électricité verte.

2. L’injection dans le réseau de gaz

Il peut arriver que les besoins locaux en chaleur ne soient pas assez importants que pour utiliser l’entièreté de l’énergie produite à partir d’une unité de cogénération. Pour tout de même valoriser pleinement le potentiel du gaz, le surplus peut être injecté dans le réseau de gaz naturel s’ils sont tous les deux compatibles.

Dans ce cas, le rendement de la valorisation est garanti, les nombreux usages quotidiens du gaz naturel étant assurés.

3. La filière transport

Le gaz naturel comprimé est depuis longtemps utilisé par certains pays comme carburant sous l’appellation « CNG » (Compressed Natural Gas). Attention à ne pas confondre ce carburant avec le gaz de pétrole liquéfié (LPG) qui est lui issu du pétrole.

Le biométhane peut parfaitement remplacer le CNG, leur utilisation est identique. Il est alors question d’un agrocarburant obtenu à partir de sources renouvelables et respectueuses de l’environnement. D’après des études réalisées en Allemagne, le biométhane serait le biocarburant le plus efficace en termes de rendement de valorisation de la biomasse.

La Suède et la Suisse sont deux pays précurseurs quant à l’utilisation du biométhane dans de nombreuses stations-service.

À ce jour, plusieurs sites de production se développent en Europe mais la demande est trop forte que pour parvenir à la satisfaire complètement. Pour combler ce manquement, la solution trouvée a été de coupler le biométhane au CNG.

Les biocarburants en Belgique

Dans le cadre du paquet climat-énergie européen, la Belgique a reçu comme objectif d’atteindre en 2020 13 % d’énergie renouvelable dans la consommation finale brute d’énergie. Avec en supplément un sous-objectif de 10 % dans le domaine des transports.

Pour soutenir le développement des biocarburants non conventionnels, la directive européenne relative à ce secteur énonce que « la contribution apportée par les biocarburants produits à partir de déchets, de résidus, de matières cellulosiques d’origine non alimentaire et de matières lignocellulosiques est considérée comme équivalent à deux fois celle des autres biocarburants ».

De plus, les fournisseurs sont invités à diminuer de 6 % d’ici 2020 les émissions de gaz à effet de serre émises durant le cycle de vie du carburant. Au milieu de ces contraintes européennes, la Belgique doit donc réfléchir à des solutions efficaces afin de diversifier ses sources d’approvisionnement en énergie.

Nul doute que face aux différents objectifs fixés, le marché des biocarburants se développera dans le futur. D’autant plus qu’environ un quart des émissions est dû au secteur du transport. Réduire la consommation de carburants fossiles est donc primordial pour satisfaire les exigences européennes.

Pour le moment, les biocarburants disponibles présentent plusieurs contraintes : la quantité de biomasse agricole est limitée et les matières premières utilisées pour produire les biocarburants doivent être diversifiées. Résultat, les biocarburants non conventionnels issus d’autres genres de biomasse (déchets, algues…) intéressent les acteurs du marché pour compléter les produits déjà existants.

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