Biogaz / Biogas

Biomass is produced by anaerobic fermentation from biomass and organic waste, in a digester. It can also be  recovered as landfill gas from dumps. Biogas production has sharply increased in Europe, reaching 8.3 Mtoe in 2009.  Biogas recovery from dumps is specially valuable, because it avoids sending Green House Gases in the atmosphere. Due to strong incentives, the production of biogas is very high in Germany, but most of this biogas is produced from corn. The biogas thus produced has the advantage of being very clean and does not require a costlty treatment. This option presents clearly the same drawbacks as the production of ethanol from corn in the US. It competes with food and the intensive production of corn requires large quantities of water, chemicals and fossil fuels. Thus, it seems that the only sustainable way to produce biogas is to use a waste or at least a feedstock which does not compete with food applications. This would strongly limit the production of biogas. 

At an R&D level, it seems interesting to investigate processes for producing biogas from lignocellulosic biomass, using the same type of approach as for biofuels. It has been proposed also to generate a synthetic methane from CO2 and hydrogen, but this is still a longer-term approach, not yet available, which would imply a high cost and what is even worse a poor overall efficiency.  

---

Le biogaz est produit par fermentation anaérobie à partir de biomasse. Il peut se former spontanément dans les décharges, mais il est produit également à partir de différents substrats dans des digesteurs. La production de biogaz a fortement augmenté en Europe, atteignant 8,3 Mtep en 2009. En France, la production de biogaz a été de 0,53 Mtep en 2009, provenant principalement de décharges[1]. Il parait particulièrement avantageux d'exploiter le biogaz obtenu à partir de déchets organiques et notamment celui qui est produit dans les décharges. En effet, outre la contribution à la fourniture d'énergie, on évite ainsi d'envoyer à l'atmosphère un gaz à effet de serre.

   En France, on estime que le potentiel de production est de 1 à 2 Mtep. Ce gaz peut servir à produire de l'énergie (électricité, chaleur, cogénération) par combustion dans une installation stationnaire. Après épuration, il peut également être envoyé dans le réseau gaz, ou être utilisé comme carburant sous forme de GNV, gaz comprimé à une pression de l'ordre de 200 bars.

    En raison d’incitations particulièrement fortes, la production de biogaz est très importante en Allemagne (4,2 Mtep/an en 2009), où il est produit principalement à partir de maïs. Le biogaz produit à partir de maïs ne contient pas d’H₂S, ce qui évite d’avoir à le traiter. Par contre, cette production de biogaz consomme une part croissante du maïs cultivé en Allemagne, avec les différents inconvénients que cela représente (compétition avec les usages alimentaires, impact négatif de pratiques de culture intensives, impliquant des consommations d’eau, d’engrais, de pesticides et de combustibles fossiles). Ceci montre, qu’une progression très rapide de la production de biogaz peut présenter des inconvénients. Comme dans le cas des biocarburants, il parait préférable de privilégier les matières premières non alimentaires.

   En se limitant à l’utilisation de déchets, il ne semble pas envisageable actuellement de développer massivement la production de biogaz, principalement pour des raisons de disponibilités en déchets organiques à transformer, le traitement du biogaz produit représentant une difficulté supplémentaire.

      Une option potentiellement intéressante, mais qui reste à étudier au stade de la R&D, consiste à produire du biogaz de synthèse à partir de biomasse lignocellulosique.  Il a été également proposé de produire du biogaz de synthèse à partir de CO2 et d'hydrogène. Cette voie n'est pas opérationnelle pour le moment et nécessiterait donc des travaux R&D. On peut craindre toutefois des coûts très élevés et des rendements faibles. La production de biogaz de synthèse à des fins de stockage d'énergie serait fortement pénalisée par les mêmes difficultés.

---

[1] Baromètre Biogaz –Eurobserv’er – Novembre 2010