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Pyrogazéification, de quoi parle-t-on ?

Lucile Freeman — Tue, 18 May 2021 15:45:54 +0000

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Dans l’étude exploratoire du scénario 100 % gaz renouvelable pour la France en 2050 (ADEME, GRDF, GRTgaz) la pyrogazéification entre pour 40 % dans le mix énergétique, la méthanisation (1) pour 30 % et le power-to-gas (2) pour 30 %. Cette part importante impose à la filière de mûrir vite pour hisser sa production au rang industriel.

• Le premier intérêt de la pyrogazéification repose sur le fait qu’elle utilise des déchets résiduels secs. Qu’ils soient issus de plastiques, de bois, d’emballages alimentaires, ces déchets sont peu ou pas valorisés aujourd’hui.

• Le second intérêt est qu’elle s’inscrit dans une logique d’économie circulaire locale générant des emplois non délocalisables. Elle répond donc parfaitement aux politiques de développement des territoires.

• Un autre intérêt qui n’est pas des moindres, est tiré de la nature de l’énergie produite, notamment le méthane (CH4) qui est injecté dans les réseaux de gaz, permettant le stockage et l’utilisation à la demande. C’est une énergie flexible, de sa production à sa mise à disposition.

La biomasse sèche, vivier de la pyrogazéification

Si la méthanisation utilise de la biomasse humide, la pyrogazéification n’utilise que de la biomasse sèche. Ces deux technologies sont donc complémentaires. La pyrogazéification représente une réelle opportunité pour tous les bois ne pouvant être brûlés en chaufferie. Par exemple, les déchets bois, issus de l’industrie du BTP (3), que cette dernière a l’obligation de recycler à 70 %, représente un volume de 7 Mt/an en France. Ajoutez à cela les Combustibles Solides de Récupération (CSR) et la pyrogazéification devient une énergie d’avenir.
Technologie au stade préindustriel en France, avec la plateforme Gaya d’Engie, la pyrogazéification a déjà fait ses preuves ailleurs en Europe avec GoBiGas, à Göteborg en Suède, où la ville projette d’alimenter 100 % de ses concitoyens (550 000 habitants) à travers son réseau de gaz en 2030. GoGreenGas en Angleterre, Ambigo aux Pays-Bas, Bioliq II en Allemagne, beaucoup de pays développent des pilotes pour tester toutes les possibilités de la pyrogazéification.

En France, les acteurs de la filière dans les starting-blocks

A l’instar de ce qu’il réalise déjà pour la filière méthanisation avec sa filiale Néomix, le Groupe Bordeaux Métropole Énergies a son rôle à jouer en accompagnant les porteurs de projets sur le territoire. Sa filiale Régaz-Bordeaux prend ensuite le relais pour valoriser le méthane obtenu en assurant l’injection et la distribution vers les clients finals, via des postes d’injection spécifiques. En fin de processus, les fournisseurs de gaz peuvent commercialiser ce méthane à l’image, là aussi, de ce qui se fait avec les certificats d’origine pour le biométhane.
Si le contexte réglementaire qui régira le secteur prometteur de la pyrogazéification n’est pas en place, le ministère de la Transition Énergétique planche dessus en ce moment et les acteurs sont eux dans les starting-blocks.
Les premières Assises nationales françaises de la pyrogazéification se sont déroulées en 2018. Les journées techniques éponymes se tiendront le 8 décembre 2020 à Paris, organisées par l’ATEE.

(1) Production de méthane à partir de la décomposition de
matières organiques
(2) Production de méthane à partir d’électricité d’origine
renouvelable (éolien, photovoltaïque…)
(3) Déchets dits de classe B

Bon à savoir

La pyrolyse et la gazéification, deux phases distinctes du processus de pyrogazéification

• La pyrolyse consiste en un traitement thermique de la matière organique sèche qui produit trois phases : gazeuse (syngas), liquide (huile) et solide (charbon).
• La gazéification est le processus de transformation de la partie carbonée solide en gaz de synthèse par ajout d’une petite partie d’oxygène ou de vapeur d’eau.
La pyrogazéification regroupe les deux procédés.

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Géothermie et pompes à chaleur font bon ménage

Lucile Freeman — Sat, 18 Jul 2020 14:58:00 +0000

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En s’appuyant sur une ressource géothermique proche, les pompes à chaleur ont un rôle à jouer dans la
production d’énergies renouvelables pour les bâtiments tertiaires et les logements collectifs.

Illustration du système de production de calories d’origine géothermique à la Cité du vin installée en bordure de Garonne à Bordeaux. Réalisation : société Mixéner filiale de BME.

Les acteurs privés et publics disposent de nombreux moyens pour atteindre les objectifs de transition énergétique. L’un d’eux est la production de chauffage et de froid par des pompes à chaleur (PAC).

L’avantage d’une PAC est son rendement : elle restitue beaucoup plus d’énergie à utiliser qu’elle n’en consomme pour son fonctionnement.
Si le coefficient (théorique) de performance d’une PAC est supérieur à 2,5 alors elle est considérée comme un équipement de production
d’énergie renouvelable.

La diversité des PAC, tant par leurs tailles que par leurs technologies, permet de les adapter au besoin d’un logement individuel, d’un bâtiment tertiaire, d’un site industriel, d’un quartier ou d’un réseau de chaleur urbain. En captant de l’énergie dans l’air, l’eau ou le sol pour la restituer plus efficacement sous forme de chaud ou de froid, les PAC ouvrent d’importantes perspectives de développement.
Le marché reste dominé par les pompes à chaleur aérothermiques (PAC air/air ou air/eau, et chauffe-eau thermodynamique) qui représentent 97 % du parc installé.
Pourtant, les PAC géothermiques ont une place à prendre dans le paysage. Elles peuvent faire appel à différentes sources d’énergie
géothermiques (nappe phréatique, eaux usées, fleuve, lac, mer, sondes souterraines, géostructures du bâtiment), et s’intégrer à un dispositif de mutualisation, de production et de régulation pour créer une boucle d’eau tempérée à énergie géothermique (Beteg).

Applicable a minima à deux bâtiments, la Beteg a encore plus de sens à l’échelle d’un quartier où la mutualisation des échanges thermiques est plus facilement réalisable. Plus modulable aussi qu’un réseau de chaleur classique, la Beteg peut s’adapter à la politique d’aménagement urbain.

En Nouvelle-Aquitaine, il existe un potentiel de géothermie profonde mais il est parfois difficile à atteindre à cause des risques inhérents aux forages de grande profondeur. Les PAC géothermiques méritent donc l’attention des collectivités car elles sont plus simples à mettre en oeuvre et elles bénéficient d’un soutien public national, via le Fonds Chaleur. Destinées à alimenter les logements collectifs et les bâtiments tertiaires, les PAC géothermiques ont vu leur objectif fixé à 4,6 TWh pour 2023 et à 5-7 TWh pour 2028 dans la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Le parc installé en 2017 était seulement de 3,14 TWh.
Il reste donc beaucoup à faire pour développer la production de chaleur et de froid renouvelables par pompes à chaleur géothermiques. Ce marché est fragile car il n’a pas eu le succès escompté depuis 10 ans, avec -15 % de ventes entre 2008 et 2017.

Néanmoins, il commence à redémarrer (+9 % de ventes entre 2018 et 2019) grâce à un cadre réglementaire mieux adapté à la géothermie dite de minime importance. Il pourrait également bénéficier d’une future réglementation environnementale des bâtiments avantageuse. Une campagne nationale d’exploration des aquifères peu profonds demandée par les professionnels, ainsi que la mise en place d’un animateur national par région prévu par la PPE, permettraient aux PAC géothermiques de prendre l’ampleur qu’elles méritent.

Stéphane Signoret
Journaliste spécialiste de la transition énergétique

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L’hydrogène, c’est le futur…

Lucile Freeman — Mon, 06 Jan 2020 14:10:00 +0000

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Cette affirmation circule de plus en plus dans le monde de l’énergie et elle n’est pas à prendre à la légère.
En effet, alors que l’on recherche des solutions alternatives aux énergies fossiles, l’hydrogène possède d’indéniables atouts.

L’hydrogène est un vecteur énergétique essentiel car il dégage beaucoup d’énergie quand on l’extrait de composés (eau, méthane…) et il possède en outre deux autres propriétés majeures :

Une grande densité massique (1 kg d’hydrogène contient autant d’énergie que 3 kg de pétrole)
Une complémentarité profonde avec l’électricité avec laquelle il se complète bien grâce à sa capacité de transformation réciproque par électrolyse ou pile à combustible.

La fabrication et les usages :

L’hydrogène pur n’étant disponible dans la nature qu’en quantité infinitésimale, il faut recourir à des procédés de fabrication qui, schématiquement, peuvent prendre trois formes principales :
1) Le vaporeformage à partir du gaz naturel : c’est le procédé retenu dans 95% de sa fabrication industrielle (engrais, résines…). Seul hic mais il est de taille, le procédé (CH4 + 2H2O => CO2 + 4H2) produit de l’hydrogène mais aussi du CO2. C’est pourquoi, on qualifie souvent cet hydrogène d’hydrogène gris car carboné.
2) L’électrolyse de l’eau : si l’électricité utilisée est décarbonée, ce procédé (2H2O + électricité => 2H2 + O2 + chaleur) produit de l’hydrogène vert.
3) La gazéification à partir de biomasse : la pyrolyse de résidus de bois produit du CO et de l’hydrogène vert.

L’hydrogène, une fois fabriqué, peut être un vecteur énergétique intéressant selon deux usages :

1) Power to Gas : l’hydrogène peut être injecté dans le réseau de gaz naturel pour le « verdir » (injection possible jusqu’à 6% sans modification des infrastructures) ou être combiné avec du CO2 pour former du méthane de synthèse. Ce méthane de synthèse peut lui aussi être injecté ou transformé (chaleur, électricité, carburant). Ce procédé dit de méthanation est doublement vertueux car il élimine du CO2.
2) Conversion en électricité : au moyen d’une pile à combustible, l’H2 peut être transformé en électricité soit pour utilisation directe soit pour utilisation motrice pour des véhicules hydrogène.

Les défis et les perspectives :

Le principal défi de l’hydrogène est de compenser les pertes de rendement induites par les transformations successives pour atteindre un coût de production acceptable.
Ceci étant, il dispose de trois atouts non négligeables :

1) Sa complémentarité avec l’électricité fait de l’hydrogène le remède naturel à l’intermittence de l’éolien ou du solaire.
2) La capacité potentielle d’injection dans le réseau de gaz naturel par gazéification ou méthanation a été estimée respectivement à 180 et 140 TWh.
3) La filière de mobilité hydrogène présente d’incontestables bénéfices utilisateurs (plus grande autonomie que l’électricité par batterie, temps de charge très court).
4) La durée de vie d’une pile à combustible.
Tous ces éléments expliquent pourquoi le gouvernement a lancé en juin 2018 un « Plan hydrogène » doté de 100 M€ pour le développement de technologies de production et de transport dans les territoires.

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