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Le processus de valorisation – axé sur la purification du biogaz pour le transformer en biométhane– peut exploiter différentes technologies pour atteindre cet objectif. Un aperçu de ces derniers a été donné dans l’un de nos articles précédents, décrivant rapidement leurs avantages et leurs inconvénients.

La technologie la plus populaire, également utilisée par CMA en raison de ses nombreux avantages par rapport aux autres techniques de valorisation du biogaz, est appelée lavage à l’eau sous pression (Pressure Water Scrubbing – PWS).

Examinons ses principes de base, ses composants et ses caractéristiques.

Nettoyage à l’eau sous pression

Le lavage à l’eau sous pression est une méthode qui exploite la plus grande solubilité du CO2 par rapport au CH4, en particulier à basse température. Ce principe est à la base des installations PWS, qui sont similaires aux installations de lavage chimique et physique avec des solvants organiques, mais qui utilisent un matériau différent pour absorber le CO2.

Dans le cas des installations PWS, le gaz non purifié passe par une colonne de traitement remplie de corps de remplissage en PVC dont la fonction est d’augmenter la surface de contact entre le gaz et le liquide. Dans cette colonne, le gaz entre en contact avec un courant d’eau qui s’écoule dans la direction opposée. Le liquide sortant de la colonne sera donc riche en CO2, tandis que le gaz sortant sera principalement constitué de CH4.

Cette configuration permet de séparer efficacement le CO2 du gaz brut, garantissant ainsi un gaz purifié de haute qualité.

Colonnes de lavage

Le cœur du système de lavage à l’eau est une colonne verticale appelée« laveur » ou« colonne de lavage« , spécialement dimensionnée pour assurer le temps de contact nécessaire entre le gaz et l’eau de lavage. Cette colonne est traversée par un courant d’eau froide injecté par le haut et un courant de biogaz sous pression par le bas.

En raison de la loi de Henry mentionnée dans un article précédent, les composants tels que NH3, H2S, CO2 et CH4 se dissolvent dans l’eau au fur et à mesure que le gaz monte dans la colonne, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de prétraiter le biogaz.

L’eau évacuée de la colonne de lavage est envoyée dans le réservoir de flash , où une partie du CH4 dissous dans l’eau de lavage est encore récupérée. Le CH4 obtenu à la fin du processus est séché et ses caractéristiques sont contrôlées afin de respecter les valeurs requises par le code de réseau SNAM.

Depuis le réservoir de flash, l’eau passe ensuite dans la colonne dite de régénération. Ici, le flux d’eau est traversé par un flux d’air généré par une soufflerie dont la tâche est de refroidir l’eau pompée par le bas et réinjectée par le haut dans la colonne de lavage via une pompe verticale.

Les avantages du lavage à l’eau

Le faible nombre de composants requis, qui sont faciles à entretenir et dont le fonctionnement exclut la phase de prétraitement du biogaz, fait de la technologie PWS un processus simple, durable et efficace. Contrairement à d’autres technologies d’amélioration, le lavage à l’eau sous pression nécessite des systèmes de contrôle moins complexes. Il en résulte des coûts d’exploitation plus faibles et une moindre dépendance à l’égard de la maintenance et du remplacement des composants sensibles. Enfin, le lavage à l’eau sous pression est également une méthode respectueuse de l’environnement pour l’épuration du biogaz. Le rinçage de l’eau permet de traiter jusqu’à 500 ppm de H2S en régime permanent et jusqu’à 1 000 ppm en période de pointe, jusqu’à 500 ppm de NH3 et jusqu’à 50 mg/NM3 de COV, sans nécessiter l’utilisation de produits chimiques ou de réactifs coûteux.

Cela permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi l’impact environnemental global du processus.

Par rapport aux autres technologies présentes sur le marché, la principale différence du système proposé par CMA Srl réside dans la simplicité de sa gestion et dans sa durabilité (en s’appuyant exclusivement sur l’utilisation de l’eau en circuit fermé, sans introduire d’agents chimiques particuliers). Ce système convient aux installations les plus courantes, produisant entre un et trois mégawatts, et s’adresse principalement au secteur de l’agriculture et de l’élevage. Cependant, il peut également être exploité pour la production de biométhane à partir de déchets solides municipaux (FORSU).

En conclusion, la solution proposée par CMA peut rendre la production de biométhane simple et durable, en réduisant les coûts d’exploitation et de gestion et en permettant son utilisation dans diverses situations.

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Grâce au processus de valorisation décrit dans l’un de nos articles précédents, le méthane contenu dans le biogaz est séparé des autres gaz du mélange. Le biométhane obtenu peut ainsi être utilisé, commercialisé et transporté – sous forme gazeuse ou liquide – pour alimenter les véhicules à moteur comme alternative au gaz naturel d’origine fossile. Voyons en détail en quoi ces deux composés diffèrent et quels sont les avantages de leur production et de leur utilisation.

Les différences entre le biogaz et le biométhane

Le biogaz est un mélange de gaz (principalement du méthane, du dioxyde de carbone et de l’azote) produit par la digestion anaérobie de la biomasse (déchets de transformation agro-forestière et agro-industrielle, lisier de bétail, déchets organiques municipaux) par des bactéries appelées méthanigènes. Les niveaux de méthane dans le biogaz varient de 45% à 75% en volume, une variation qui affecte le contenu énergétique du biogaz lui-même. Dans des réservoirs circulaires spécialement couverts, le biogaz devient une source d’énergie utile pour la production d’électricité et de chaleur.

Le biométhane, quant à lui, est le produit du raffinage et de l’épuration du biogaz par valorisation. Avec une teneur en méthane de plus de 98 %, le biogaz peut remplacer totalement le gaz fossile et servir de carburant pour les transports et le gaz domestique.

En tant que sources renouvelables, le biogaz et le biométhane représentent un avantage important pour l’environnement, dont la production et l’utilisation ultérieure permettraient de réduire les émissions de GES (gaz à effet de serre) et de préserver les ressources énergétiques non renouvelables.

Incitations pour les producteurs de biométhane

Le décret sur le biométhane, publié le 15 septembre 2022 et disponible sur le site du GSE, n’est qu’un des moyens d’encourager la production d’énergie renouvelable. L’objectif de ce décret est de soutenir la production de biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel et produit à la fois par des installations nouvellement construites (alimentées par des matrices agricoles et des déchets organiques) et par des installations de production d’électricité à partir de biogaz agricole faisant l’objet d’une conversion (totale ou partielle). Les installations de traitement des déchets agricoles et organiques qui respectent les règles d’application du décret peuvent participer à la procédure de mise en concurrence et bénéficier d’une aide en capital et d’une incitation au compte énergétique (tarif de rachat appliqué à la production nette de biométhane).

Biogaz et biométhane : les avantages

Le biogaz et le biométhane font légitimement partie des sources d’énergie renouvelables programmables, c’est-à-dire celles dont la disponibilité à des fins de production reste constante dans le temps.

Les deux composés sont flexibles et peuvent être utilisés à la fois pour la production d’électricité et de chaleur et comme carburant dans le secteur des transports.

Enfin, la production et l’utilisation de biogaz et de biométhane constituent un exemple vertueux d’économie circulaire, dans lequel les déchets (agricoles et d’élevage) sont transformés en ressource, ce qui améliore la durabilité environnementale, réduit les coûts de décarbonisation et soutient la revitalisation du secteur agricole.

Le changement climatique croissant causé par les émissions excessives de gaz à effet de serre appelle la population mondiale à prendre des mesures urgentes pour préserver sa propre santé et celle de la planète. La décarbonisation est l’un des moyens de réduire les émissions de CO2.

Qu’entend-on par décarbonisation ?

Ce terme désigne la réduction des émissions de carbone dans l’atmosphère grâce à une série de mesures et de pratiques visant à limiter l’utilisation des combustibles fossiles, à réduire les incidences sur l’environnement et à promouvoir la transition vers les sources d’énergie renouvelables.

La décarbonisation nécessite une stratégie intégrée impliquant plusieurs secteurs, notamment l’énergie, l’industrie, les transports et l’agriculture, afin de réduire les émissions de CO2 et d’atteindre les objectifs de l’accord de Paris sur le climat de 2015 visant à limiter l’augmentation de la température mondiale à 1,5 °C par rapport aux niveaux préindustriels.

Comment décarboniser

L’une des principales mesures visant à décarboniser l’économie est la transition vers des sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie solaire, éolienne, hydraulique, géothermique et la biomasse, qui produisent de l’énergie tout en réduisant les émissions de CO2. Ces sources sont déjà compétitives par rapport aux combustibles fossiles dans de nombreuses régions du monde, et leur coût diminue rapidement grâce aux innovations technologiques et aux incitations gouvernementales.

Biogaz et décarbonisation

La production de biogaz s’inscrit pleinement dans l’effort de décarbonisation car il s’agit d’une source d’énergie renouvelable qui peut remplacer l’utilisation de combustibles fossiles tels que le pétrole, le charbon et le gaz naturel.

Le biogaz est produit par la décomposition anaérobie de matières organiques, telles que les déchets organiques, les boues d’épuration et les déchets agricoles et d’élevage. Le processus de production de biogaz est respectueux de l’environnement car il permet d’utiliser des déchets organiques qui seraient autrement mis en décharge ou incinérés, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre.

En ce qui concerne ses utilisations, le biogaz peut être utilisé comme source d’énergie pour la production d’électricité et de chaleur, tandis que le biométhane peut être utilisé comme carburant pour les transports et comme gaz à usage domestique (comme alternative au gaz d’origine fossile).

L’utilisation du biogaz peut donc contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à la transition vers une économie décarbonisée, qui emploie et encourage l’utilisation de sources d’énergie alternatives en ce qui concerne le carbone.

Le rôle de l’AMC

La décarbonisation est soutenue par un large éventail d’acteurs, dont les gouvernements, les organisations internationales, les citoyens et les entreprises. CMA Srl, leader dans le domaine de la production d’énergie alternative, s’efforce de mettre en œuvre les meilleures technologies dans la création et la couverture de réservoirs pour les installations de biogaz et de biométhane, promouvant ainsi l’utilisation de sources d’énergie renouvelables et alternatives au carbone.