Gaz vert et biogaz : les offres biométhane en France en 2023

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♻️ Qu'est-ce que le biogaz, le gaz vert d'origine renouvelable ?

Le biogaz a exactement les mêmes fonctionnalités que le gaz naturel. Ainsi il permet de cuisiner et de se chauffer, mais aussi de faire rouler des véhicules. Actuellement, une quarantaines de stations publiques de gaz naturel fournissent voitures et camions en BioGNV partout en France.

S'il était largement plus utilisé pour le transport que pour la distribution, ce n'est plus le cas aujourd'hui. Non seulement de plus en plus d'entreprises et de collectivités en consomment, mais les projets de biométhaniseurs fleurissent partout en France et des innovations en la matière sont en phase expérimentale.

Les grands fournisseurs semblent séduits et les distributeurs et législateurs, conscients de la portée économique d'un gaz vert développé en France, sont très intéressés. Ainsi, les premières offres pour les particuliers sont arrivées en France en 2016.

La seule technique de biogaz mature à l'heure actuelle est la méthanisation.

📝 Quelles sont les offres de biogaz en France ?

Le fournisseur Ekwateur est apparu sur le marché français de l'énergie en 2016, avec une offre de gaz qui pour la première fois en France comprenait du biométhane, à hauteur de 5%. Le tout avec un prix plus attractif que les tarifs réglementés. Suite aux tensions avec la Russie, Ekwateur a suspendu son offre de gaz avec 5% de biométhane afin de réduire la dépendance française au gaz russe. Le fournisseur propose désormais une offre 100% de biométhane issu de producteurs français.

D'autres fournisseurs proposent également des offres de gaz vert dont ilek qui est très engagé à ce niveau.

Tableau mis à jour le 25/03/2023

🌎 La France produit-elle vraiment du biogaz ?

C'est GRDF qui tient à jour le compte de l'injection quotidienne de biométhane sur le réseau de gaz national. En 2020, environ 4000 et 4500 MWh sont injectés quotidiennement. La consommation moyenne de gaz d'un foyer français chauffé au gaz est d'environ 10 000 kWh par an.

En rythme annuel, la production française de biogaz peut donc satisfaire les besoins d'environ 146000 foyers chauffés au gaz. Sur une consommation de gaz naturel d'environ 120 TWh par an pour le secteur résidentiel, le biogaz représentait en mars 2020 environ 1,2% de la fourniture. D'ici 2023, le projet de décret relatif à la programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) prévoit un objectif de 6 TWh de biométhane injectés dans le réseau français et de 22 TWh en 2028. Selon l'ADEME, la France atteindrait 16% de biométhane dans le réseau d'ici 2030.

En outre, la croissance de la production de biogaz français a atteint 80% entre le 22 mars 2019 et le 22 mars 2020. Le biogaz représente donc un relais crédible pour l'alimentation des foyers français dans le cadre de la transition énergétique.

🍃 Comment est produit le biométhane ?

Ce procédé a été le fruit de décennies de recherche, l'enjeu économique et environnemental de cette énergie propre et non-délocalisable est énorme.

Un gaz fabriqué à partir des déchets organiques

Le processus de méthanisation est assez long, de la collecte des déchets à l'obtention du gaz. Cela représente un coût pour les producteurs, qui baisse néanmoins d'année en année ; en plus des aides et autres déductions fiscales accordées.

Quels déchets sont utilisés pour l'obtention de biométhane ?

Le biométhane est un gaz issu de la fermentation de déchets organiques. Ces derniers peuvent être d'origine :

• Ménagère, de la restauration, des supermarchés et des collectivités avec :
  • les pelures de fruits et légumes ;
  • les restes de repas ;
  • la tonte des pelouses.
• Agricole :
  • résidus du culture (feuilles, branches, tiges, etc.) ;
  • le lisier (excréments liquides) ;
  • le fumier (excréments solides et litières).
• Agro-industriels :
  • graisses animales ;
  • lactosérum.
• Des bassins d'épuration.

Ainsi, il existe de nombreux types de producteurs de biodéchets qui pourraient potentiellement servir à la production de biométhane et donc d'énergie :

Source : projet-methanisation de GRDF et ADEME.

De la fermentation des déchets à l'obtention du biométhane

Les déchets sont transportés, préparés, triés et introduits dans le méthaniseur. C'est un espace chaud et anaérobie (sans oxygène) où les déchets fermentent sous l'action de bactéries et dégagent, après quelques semaines, du biogaz.

Ce gaz écologique est composé de méthane ainsi que de CO₂ et d'hydrogène sulfuré avant d'être épuré jusqu'à l'obtention d'un biométhane pur. Il est ensuite transféré jusqu'à une centrale d'injection de GRDF où il se mélange au gaz naturel importé, sur le réseau. Dans le détail, le gaz subit cinq étapes dans le cadre de son injection :

1. Contrôle de la qualité : le gestionnaire de réseau s'assure que le gaz est un biométhane sans impuretés ;
2. Odorisation : une odeur est associée gaz, ce qui lui permet d’être aisément repéré en cas de fuite chez les consommateurs ;
3. Comptage du volume de gaz ;
4. Pressurisation : la régulation de la pression pour qu’elle corresponde à celle du réseau ;
5. Injection : le gaz est injecté sur le réseau via une conduite dédiée.

Restrictions à l'injectionDans certains cas, l’injection de biométhane sur le réseau peut être impossible car les consommations dans la zone ne sont pas assez élevées. Cela survient parfois en été, où la consommation est traditionnellement faible.

Valorisation du biométhane

L'exploitation de ce biogaz présente plusieurs avantages :

• Similarité au gaz naturel : grâce à sa composition similaire au gaz naturel, il peut profiter de nombreuses infrastructures compatibles chez les particuliers comme chez les professionnels et les industriels. Il peut ainsi être utilisé comme substitut du gaz naturel pour la cuisson, le chauffage de l'eau chaude, le chauffage ou encore dans un cadre industriel. Il peut aussi être stocké pour être utilisé comme carburant dans les véhicules.
• Valorisation des déchets agricoles : il s'agit d'un complètement de revenu intéressant pour les éleveurs et céréaliers, permettant la sauvegarde et la création de dizaine de milliers d'emplois non-délocalisables.
• Valorisation du biogaz avant injection : avant son injection sur le réseau, il peut aussi être valorisé sous forme de chaleur et d’électricité, dans le cadre de la cogénération.
• Valorisation des résidus de la méthanisation : la méthanisation produit également une matière solide appelée digestat, qui peut être épandue sur les terres agricoles en alternative aux engrais chimiques.

La gestion intelligente de nos déchets est positive à la fois pour l'environnement et l'économie. Elle peut même permettre à la France de réduire sa dépendance vis-à-vis des pays importateurs de gaz naturel et d'améliorer sa balance commerciale.

Vente et rémunération du biométhane en France

Le gaz circule donc vers une canalisation jusqu'au poste d'injection du gestionnaire de réseau. Or pour injecter son biométhane, le producteur doit d’abord se mettre en relation avec un fournisseur de gaz naturel désireux de lui acheter son gaz renouvelable. S’il n’en trouve pas, il peut s’adresser à un acheteur de dernier recours.

Le producteur est rémunéré par l’acheteur sur la base du volume injecté, via un tarif de rachat réglementé avantageux financé par la Taxe Intérieure de Consommation sur le Gaz Naturel (TICGN). Dans le cadre de ce tarif, le producteur a la certitude de pouvoir vendre son gaz à un tarif avantageux pendant 15 ans.

L’acheteur de biométhane, le plus souvent un fournisseur de gaz, reçoit une garantie d’origine permettant d’attester de son achat de biométhane. Et depuis le 1er janvier 2017, les consommations de biogaz pour le chauffage et la cuisson sont exonérées de la TICGN. Cette taxe est donc désormais payée par tous les utilisateurs de gaz naturel non-vert. Mais cela risque de changer en 2020.

Aux tarifs d'achat s'ajoutent les aides à l'investissement et les aides à la recherche & développement de l'ADEME. Le poids de la contribution biométhane au sein de la TICGN est aujourd'hui très faible, puisqu'elle représente une dizaine de centimes sur le budget annuel du ménage moyen chauffé au gaz naturel. Mais il est voué à progresser fortement sur les années à venir : le financement de l’injection et la recherche sur le biométhane devrait correspondre à un coût de 200 millions d’euros par an en 2020. Or les gains à moyen-terme seront bien plus importants.

Impact du biométhane sur l'environnement

Le biométhane rejette cinq fois moins de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère que le gaz fossile, sur son impact total de la production à la consommation. L'impact écologique et sur la santé est donc nettement positif.

Par ailleurs, l'usage du BioGNV permet de diminuer les émissions de GES de 80% par rapport à un véhicule essence et 90% par rapport à un diesel. De plus, il génère 90% d’oxydes d’azote (NOx) de moins que le diesel et ne produit presque pas de soufre ni de particules fines (PM 2.5) ; or selon un rapport 38 000 personnes décès ont été directement causés par le diesel dans le monde en 2015. Enfin, un moteur BioGNV est deux fois moins bruyant qu'un véhicule standard.

Les critiques et réserves sur le biométhane

Les écueils de la rentabilisation de cette énergie commencent à apparaître et des associations paysannes insistent sur la conservation de l'idée originelle du biométhane, à savoir la valorisation des déchets pour fabriquer un gaz vert. Outre que cela puisse imprégner dans la conscience collective plus de gaspillage alimentaire, elles regrettent l'émergence de cultures dédiées, alors même que les surfaces fertiles diminuent déjà en Europe avec l'urbanisation.

Ils craignent aussi que le biogaz ne serve de caution à l’industrialisation de l’agriculture et renforce l'essor des élevages et cultures de tailles déraisonnables ; puisque les grandes fermes produisent naturellement plus de déchets et donc bénéficient plus largement de cette valorisation.

Enfin, les agriculteurs doivent continuer à utiliser le lisier et le fumier pour fertiliser leurs terres car il s'agit d'un engrais naturel, alors qu'ils pourraient être tentés de le substituer davantage aux engrais chimiques ; et devenir graduellement des producteurs d’énergie plus que des agriculteurs...

Enfin, les riverains sont souvent réticents à l'idée de la création d'un site de méthanisation à proximité de leurs habitations. A tort, ils craignent les odeurs et l'arrivée de mouches ou de rongeurs chez eux.

Développement du biométhane en France

La production de biométhane en France est encore très réduite, mais elle connait aujourd'hui une très forte expansion. La France est le pays d'Europe où le biogaz dispose probablement du plus gros potentiel de développement, grâce à l'importance de son secteur agricole.

Les déchets issus des cultures et des élevages sont par ailleurs ceux qui disposent du rendement de méthanisation le plus élevé. A terme, rien qu'avec le secteur agricole, le potentiel de production en volume pourrait correspondre à 40% de la consommation actuelle de la France en gaz naturel.

Croissance du biométhane en France

Fin mars 2020, on comptait 942 unités de méthanisation en cogénération ou injection en France. Au 20 octobre 2020, 179 installations injectaient leur biométhane, ce qui représente plus de 3 138 GWh d'énergie renouvelable produite par an.

En 2019, la quantité de gaz vert injecté dans le réseau a augmenté de 73% par rapport à 2018. Et en mars 2020, la capacité de production s'élevait à 2,5 TWh/an, soit 15% de plus par rapport à la fin de l'année 2019.

Source : panorama du biométhane en 2019.

Source : panorama du biométhane en 2019.

Le nombre de sites d'injection de biométhane en France est en pleine expansion, tout comme le nombre de méthaniseurs. La réglementation va donc encore beaucoup évoluer pour favoriser et accélérer le développement de la filière française.

Mandaté par GRDF et l'ADEME pour étudier toutes les possibilités du biogaz en France, le cabinet Solagro est chargé de déterminer comment la France pourrait atteindre 100% de gaz renouvelable en 2050.

« Le potentiel, à terme, est encore bien plus élevé : on pourra remplacer quasiment tout le gaz naturel fossile par du biométhane ».

En effet d'ici 2035, les techniques actuelles auront évolué et leur coût aura nettement baissé. La méthanisation à elle seule pourrait ainsi générer 210 TWh de biogaz par an en France. En parallèle, de nouveaux procédés de production auront émergé et nous serons en mesure de générer du biogaz à partir notamment de biomasse comme le bois, mais aussi de microalgues et même d'électricité.

🧰 Nouvelles techniques de biogaz

Devant les atouts que représentent le gaz renouvelable en termes économiques, géopolitiques et climatiques, la recherche ne s'arrêtera pas en si bon chemin.

Gazéification

La pyrogazéification est un procédé thermochimique qui permet la valorisation énergétique de nombreuses biomasses et déchets préparés (Combustibles Solides de Récupération), aujourd’hui non-traitables avec les techniques actuelles. Ils génèrent un gaz de synthèse (que l'on appelle syngaz) qui peut être utilisé pour produire de l’électricité ou de méthane de synthèse. On parle de « biométhane de deuxième génération », si le gaz est obtenu à partir d’intrants renouvelables et de « méthane de récupération » pour les non-renouvelables. Complémentaire à la méthanisation et très performante, cette technique pourrait générer 160 à 280 TWh de gaz par an à partir de 2035.

Le démonstrateur Gaya créé en 2016 par Engie à Saint-Fons est un pilote de recherche pré-industriel, c'est-à-dire qu'il entreprend des études expérimentales pour tester les recherches réalisées préalablement par mes scientifiques sur ce biogaz. Le procédé devrait être fin prêt pour la phase industrielle d'ici 2020. A terme, un millier d'unités de cette source d'énergie renouvelable non-intermittente pourrait être créé en Europe, pour 600 TWh générés.

Power to gas

Dans un avenir proche, on pourra transformer de l'électricité en gaz ! Par un procédé chimique, l'électrolyse de l'eau, il sera possible de générer du dihydrogène à un faible coût. La réaction de ce gaz avec le dioxyde de carbone génère du méthane, qui sera ensuite injecté dans le réseau de gaz naturel. Alors que le stockage de l'électricité est l'un des enjeux de ce siècle, la possibilité de générer du biogaz lors des périodes d’abondance d’électricité est un substitut très intéressant. Deux projets de démonstrateurs sont sur les rails, le GRHYD à Cappelle-la-Grande et le Jupiter 1000 à Fos-sur-mer. On estime le potentiel technique du power-to-gas entre 15 et 40 TWh par an en 2035.

Enfin, de grands progrès ont été réalisés dans la production de gaz naturel grâce aux bactéries : des chercheurs britanniques et finlandais ont réussi à produire du propane directement utilisable grâce à des bactéries, laissant présager une production durable de Propane ainsi que de GPL dans un futur proche.