Biométhane dans les bâtiments : de la production à l’utilisation

Par Youness HSSAINI, Responsable efficacité énergétique chez Cegibat - Août 2021

Avec 283 sites de production au 1er Août  2021 et une capacité annuelle d’injection de 5,1 TWh (soit la consommation annuelle de 1,2 millions de logements), le développement Français du biométhane affiche une belle dynamique. Il constitue une réponse à la fois simple et efficace dans la lutte contre le réchauffement climatique, grâce à un contenu carbone 8 à 10 fois plus faible que celui du gaz naturel.

Les atouts du biométhane

Le biométhane est un gaz 100 % renouvelable produit à partir de matières organiques diverses. Le processus mis en jeu est la méthanisation. Ce processus biologique anaérobique permet à des bactéries de transformer la matière organique en biogaz et en digestat. Après épuration, le biogaz devient du biométhane injectable dans les réseaux, tandis que le digestat peut être valorisé comme un engrais naturel.

Les avantages du biométhane sont nombreux : à la croisée des enjeux climat-énergie-déchets-agriculture, il permet de développer des projets d’économie circulaire ambitieux et apporte de nombreuses externalités positives :

D’un point de de vue énergétique

-              Le biométhane constitue une production d’EnR locale et non intermittente. Utilisant les mêmes infrastructures de transport et distribution que le gaz naturel, il est également stockable grâce aux larges capacités de stockage du réseau gazier. Par ailleurs, c’est une des seules ENR non intermittente : sa production ne dépend ni du vent, ni de l’ensoleillement, permettant ainsi une production quasiment continue toute l’année.

-              Il est parfaitement compatible avec l’ensemble des usages existants du gaz naturel : chauffage, ECS, cuisson, process et mobilité.

D’un point de vue environnemental

-              Le contenu carbone du biométhane est 8 à 10 fois inférieur au gaz naturel et comparable aux autres EnR (1 kWh de biométhane émet 23,4 gCO2eq/kWhPCI d’après l’étude en analyse de cycle de vie réalisée par Quantis – ENEA en 2017, 44,4 gCO2eq/kWhPCI selon la Base Carbone®).

-              La production de biométhane génère un coproduit appelé digestat. Cette matière constitue un fertilisant naturel épandable sur les terres agricoles, assurant un retour au sol d’une partie du carbone produit, tout en réduisant le recours aux engrais chimiques.

-              Les cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE) peuvent être utilisées comme intrant. Implantées et récoltées entre deux cultures principales, ces plantations protègent le sol de l’appauvrissement par les eaux de pluie, de la pollution des nitrates et permettent le développement local de la biodiversité, tout en sécurisant l’approvisionnement d’un méthaniseur. 

D’un point de vue économique :

-              La production de biométhane contribue à la gestion des déchets.

-              C’est une source de diversification des revenus pour le monde agricole.

-              La filière biométhane est créatrice d’emplois : en moyenne, 3 à 4 emplois locaux non délocalisables par installation.

Un potentiel élevé de développement

Le développement de la production de biométhane connaît, depuis la première injection en 2011, une accélération très forte du nombre de projets. Au 1er Aout 2021, 283 sites sont en service et près de 1200 à l’étude. Ces projets à l’étude devraient pour la plupart d’entre eux injecter dans le réseau et ainsi contribuer au verdissement du gaz dans les 3 ans.

Du déchet au biométhane

Plusieurs types de déchets, classés par grande familles peuvent être méthanisés pour produire du biométhane. La réglementation défini la liste de ces déchets, sur la base de l’avis donnée par l’ANSES (Agence Nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) :

Les déchets urbains : déchets ménagers, déchets verts issus des entretiens des espaces verts, boues de station d’épuration des eaux usées (STEU) ;

Les déchets de l’industrie agroalimentaire : ils proviennent des abattoirs, des laiteries , des brasseries, des conserveries, etc… ;

Les déchets et produits agricoles : il s ‘agit là des effluents d’élevage (fumiers, lisiers), résidus de culture, et des cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE) .

Les 283 sites raccordés sont pour 80% des sites agricoles, 10% des stations d’épurations et le reste correspond à la valorisation des biodéchets (déchets de collectivité, déchet industriels, récupération de biogaz dans les décharges).

Parmi les 80 % de sites agricoles, 2/3  sont des installations dites « autonomes » portées par un exploitant agricole, et 1/3 des installations territoriales regroupant plusieurs agriculteurs associés.

biomethane agriculture

Les « petites » installations constituent la grande majorité des sites d’injection. L’infographie ci-dessous présente les ordres de grandeur de la production d’une unité de méthanisation type produisant 9 GWh/an.

logement biomethane

Cadre de développement de la filière

La loi Energie Climat fixe comme objectif d’atteindre la neutralité carbone en 2050. Cela implique de diviser par 6 les émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990 . Un point de passage à 2030 est également défini, et vise l’augmentation de la part d’énergie renouvelable dans les consommations d’énergies avec 33% d’EnR et à minima 10% de gaz renouvelable.

La programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) est la déclinaison opérationnelle de la loi Energie Climat. Elle précise quant à elle des objectifs de production pour l’injection de biométhane :

  • 6 TWh/ an de biométhane en 2023,
  • 14 à 22 TWh/an de biométhane en 2028.

Compte tenu du rythme de développement de la filière, les objectifs de 2028 devraient être atteint d’ici 2025.

La garantie d’origine pour tracer le biométhane

Le biométhane injecté dans les réseaux est rigoureusement le même que le gaz naturel. On retrouve ainsi dans les réseaux de gaz un « mélange » de gaz vert et de gaz naturel et il n’est plus possible de les distinguer physiquement. Pour assurer la traçabilité du biométhane, le mécanisme des garanties d’origine permet de décorréler la consommation physique de la molécule de biométhane de sa vente contractuelle.

La garantie d’origine (GO) est émise au moment de l’injection dans le réseau. Pour chaque MWh de gaz vert injecté, une GO est créée. Ces GO sont des attestations électroniques qui contiennent un certain nombre d‘informations afin d’assurer la complète transparence de la traçabilité de cette Energie verte. Ces GO sont ensuite détruites au moment de leur consommation, au travers d’un contrat gaz vert par exemple.

Pour gérer ce mécanisme , le registre des garanties d’origine a été créé en 2012 . C’est l’outil qui  enregistre chaque quantité de gaz vert injectée, échangée, vendue.

Il existe plusieurs solutions pour « consommer » du gaz vert : le contrat de fourniture de gaz vert, le compte acheteur non-fournisseur, le Green Gas Purchase Agreement (équivalent en gaz du PPA, qui existe depuis plusieurs années en électricité), etc…

Cette consommation de gaz vert s’accompagne de la production d’une attestation d’utilisation des GO, preuve opposable de la consommation de gaz vert. Cette attestation présente un numéro d’’identification unique, précise le volume de gaz vert consommé ainsi que les informations relatives à la production (site d’injection, période de production, technologie et intrant).

Vers une reconnaissance du biométhane dans la RE2020 ?

Pour soutenir le développement du biométhane, l’État a mis en place dès 2011 un tarif d’achat pour l’injection de biométhane dans les réseaux de gaz. À L’horizon 2023, l’enveloppe budgétaire de soutien public à la méthanisation sera diminuée. Pour prendre le relais du financement public d’une filière mature et à fort potentiel, un soutien extra-budgétaire (c’est-à-dire ne relevant plus du budget de l’État) est nécessaire et plusieurs propositions sont étudiées avec les pouvoirs publics.

Méthaneuf est un de ces mécanismes à l’étude. Il présente la double vertu de financer le développement du biométhane et de permettre son intégration dans la RE 2020, permettant de proposer à la maîtrise d’ouvrage une solution simple d’usage, performante d’un point de vue environnemental et low tech en termes de système énergétique (chaudière gaz à condensation/PAC hybride).

Son principe, toujours en discussion avec les pouvoirs publics, serait le suivant : permettre à la maîtrise d’ouvrage de contribuer au financement du développement de nouveaux volumes de gaz renouvelables dédiés à la consommation des bâtiments neufs alimentés en gaz pour répondre aux exigences RE 2020 et post RE 2020 en matière d’émissions de gaz à effet de serre.

Outre le respect de toutes les exigences en termes de performance d’enveloppe et de seuils carbone, l’investissement complémentaire consisterait à préfinancer 15 ans de consommations normatives de biométhane, calculées d’après l’étude thermique. Cette somme serait versée à un organisme territorial qui l’utiliserait pour le financement des unités de méthanisation locale. Le contrôle de la conformité réglementaire peut ainsi être réalisé à la livraison du bâtiment. Le pourcentage de la consommation couverte par le biométhane peut être fixé de sorte à respecter les exigences carbones de la RE 2020, voire être plus ambitieux. Le bénéfice environnemental pour la construction neuve serait ainsi conséquent, avec une mise en œuvre simple pour la maîtrise d’ouvrage, quel que soit le type de bâtiment qui disposerait ainsi d’une option supplémentaire, et un coût nul pour l’Etat.

gaz vert re2020

Méthaneuf permet de financer le développement du biométhane et d’intégrer cette EnR dans la RE 2020

Par Youness HSSAINI, Responsable efficacité énergétique chez Cegibat - Août 2021

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