Perspectives de conversion des déchets en technologie GNR

Les gaz inflammables issus de matières organiques en décomposition, comme le fumier animal,
les boues d’épuration et les déchets alimentaires, sont une puissante source d’énergie renouvelable que l’homme exploite depuis des centaines d’années. Les Assyriens utilisaient le biogaz pour chauffer leurs bains dès 900 avant J.-C.

Cette ancienne forme de carburant à faible émission de carbone a évolué pour devenir une solution viable capable de ralentir efficacement le réchauffement climatique. Cette innovation, également connue sous le nom de gaz naturel renouvelable (GNR), peut contribuer à réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre, non seulement en ce qui concerne le dioxyde de carbone, mais aussi le méthane, un gaz plus puissant, et générer divers avantages environnementaux et financiers.

La technologie GNR de réduction du méthane, qui a été quelque peu négligée pendant des décennies, connaît actuellement une renaissance. Lors du sommet de la COP sur le climat qui se tiendra ce mois-ci en Azerbaïdjan, le GNR sera pour la première fois au premier rang des priorités, aux côtés d’autres énergies renouvelables plus connues telles que l’énergie éolienne, solaire et hydroélectrique.

Imiter l’estomac d’une vache

La méthode de production du biogaz est restée inchangée depuis des siècles. Il s’agit de la digestion anaérobie, un processus par lequel les bactéries décomposent les matières organiques sans oxygène, libérant ainsi du biogaz, ce qui n’est pas sans rappeler la manière dont les vaches digèrent l’herbe.

Composé principalement de méthane et de dioxyde de carbone, le biogaz fournit de la chaleur, de l’énergie et du carburant pour les transports. Mais c’est lorsque le dioxyde de carbone est éliminé qu’il devient un véritable carburant alternatif. Ce biométhane, ou GNR, est indistinguable du gaz naturel et peut donc être utilisé dans n’importe quel réseau de gaz naturel ou véhicule fonctionnant au gaz.

Le biogaz et le GNR, que l’ONU a décrits comme une «technologie gagnant-gagnant-gagnant-gagnant-gagnant» Niclas Svenningsen à la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CNUCC), Association mondiale du biogaz, ont le potentiel d’atteindre de nombreux objectifs en même temps:

Production d’énergie renouvelable: le biogaz a le potentiel de produire jusqu’à 14 000 térawattheures d’énergie, ce qui est suffisant pour couvrir près de 6 à 9% de la consommation mondiale d’énergie primaire ou remplacer près d’un tiers de la consommation mondiale de charbon. Utilisé comme électricité, il pourrait représenter entre 16 et 22% de la consommation mondiale d’électricité. Une étude récente a révélé que la ville de New York, la plus grande municipalité des États-Unis, pourrait remplacer jusqu’à 27% du gaz fossile qu’elle achète par le GNR, ce qui serait plus que suffisant pour alimenter l’ensemble de la flotte municipale de camions lourds.https://static1.squarespace.com/static/53a09c47e4b050b5ad5bf4f5/t/647e49164a096110ae94a8ac/1685997851943/2023+Gotham-Gas-Goes-Green.pdf°

Gestion des déchets et réduction des émissions de méthane: la technologie GNR capture le méthane, un gaz à effet de serre qui retient 28 fois plus de chaleur que le CO₂, qui aurait autrement pu s’échapper dans l’atmosphère. Il peut aider à décarboner les industries difficiles à réduire, ou les activités dont les émissions sont complexes à éliminer, telles que l’agriculture ou le transport lourd. Il traite également les déchets alimentaires, agricoles et destinés aux sites d’enfouissement, contribuant ainsi à une gestion plus efficace des déchets.

Récupération des nutriments et autres: les résidus de la digestion anaérobie (des boues riches en nutriments composées de micro-organismes morts appelés digestats) constituent un engrais précieux qui peut améliorer la santé des sols. Le GNR contribue également au contrôle de la pollution et à l’amélioration de la qualité de l’air et de l’eau.US EPA

Avantages financiers et économiques: le GNR offre des flux de revenus à long terme aux entreprises de gestion des déchets en monétisant le méthane et d’autres déchets, et en les transformant en un produit de valeur. Cela améliore non seulement leurs performances financières, mais les aligne également sur des pratiques commerciales durables.

Un développement à plus grande échelle

Malgré tout, le GNR a eu du mal à se développer. Jusqu’à 97%
du potentiel du GNR en matière de production d’énergie et d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre reste inexploité; celui-ci ne représente que 0,3% de l’énergie primaire totale.https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth/an-introduction-to-biogas-and-biomethane

Le principal obstacle est le coût d’investissement initial élevé. La mise en place d’une installation de GNR coûte entre 1 et 5 millions de dollars par mégawatt de capacité.https://www.epa.gov/sites/default/files/2020-07/documents/lmop_rng_document.pdf

Cela dit, les coûts de mise en place sont comparables à ceux de l’énergie solaire et éolienne, et les économies d’échelle les rendent progressivement plus abordables. L’AIE prévoit qu’en 2040, le coût moyen de production de biométhane dans le monde soit inférieur de 25% à celui d’aujourd’hui.Environ 14 USD/MBtu (million d’unités thermiques britanniques). Source: AIE

La technologie et les infrastructures peuvent encore être améliorées pour encourager une adoption plus large. Des technologies de digestion plus sophistiquées et plus efficaces permettront non seulement de réduire les coûts d’exploitation, mais aussi de minimiser les fuites de méthane. Une chaîne d’approvisionnement plus structurée à l’échelle industrielle, de la collecte des matières organiques à la livraison de GNR, devrait rendre le gaz renouvelable plus compétitif.

L’absence actuelle de politiques spécifiques encourageant l’adoption du GNR constitue également un obstacle. Mais cela aussi est en train de changer. En mai, l’Union européenne a adopté sa toute première règle visant à freiner les émissions de méthane dans le secteur énergétique.https://energy.ec.europa.EU/news/new-EU-methane-regulation-reduce-harmful-emissions-fossil-fuels-europe-and-abroad-2024-05-27_en   Sur cette même lancée, les responsables du climat devraient s’accorder sur des objectifs nationaux quantifiés de réduction du méthane dans le secteur des déchets et de l’alimentation lors du sommet de Bakou en novembre.

La demande croissante devrait contribuer à l’augmentation de la production dans les années à venir. L’AIE s’attend à ce que la demande mondiale soit multipliée par 80 entre 2018 et 2040 (voir graphique).

Le potentiel à long terme du GNR nécessite un suivi étroit. La plus grande
attention du public, soutenue par des initiatives politiques phares qui seront probablement dévoilées à la COP29, devrait mettre en évidence la manière dont les déchets d’aujourd’hui deviendront un élément crucial des systèmes énergétiques de demain.