Le terme bioénergie apparait de plus en plus quand il est question d’énergie propres et d’énergies renouvelables. Explications !
Table des matières
Développement de la bioénergie
Une forte expansion de la bioénergie est actuellement en cours. L’objectif général est d’augmenter la part de toutes les énergies renouvelables de telle sorte qu’il soit possible à moyen terme de couvrir les besoins énergétiques autant que possible avec de l’électricité produite uniquement à partir de biomasse et de co.
La bioénergie est généralement appelée énergie produite à partir de la biomasse. Cela fait de la bioénergie l’une des énergies renouvelables, mais ce n’est pas synonyme.
Formes de bioénergie
Le terme bioénergie résume les formes d’énergie qui peuvent être obtenues à partir de la biomasse. Par conséquent, la question se pose : quelles formes de bioénergie existent réellement ?
Souvent l’image de la bioénergie est l’associée au biodiesel, au bois ou aux granulés de bois. Cela ne signifie pas pour autant que l’éventail des formes de biomasse, et donc aussi l’éventail des formes de bioénergie, soit si restreint. Ce n’est pas pour rien que la biomasse est considérée comme la plus polyvalente des sources d’énergie renouvelables.
La biomasse elle-même peut être utilisée pour produire de la chaleur, mais elle peut aussi être modifiée à l’aide de technologies spéciales de conversion et d’utilisation. Ainsi, il est possible de produire du biogaz, de la bio-chaleur et des biocarburants à partir de la biomasse.
En quoi consistent les formes de bioénergie
Biogaz
Le biogaz est produit lors de la fermentation de la biomasse. Il s’agit d’un processus naturel qui est parfois soutenu dans les installations de biogaz par des micro-organismes spéciaux afin d’obtenir un rendement optimal. Après traitement, le gaz peut être injecté dans le réseau de distribution de gaz ou utilisé pour produire de l’électricité. Un troisième domaine d’application du biogaz est celui des véhicules à gaz.
De nombreux matériaux biogènes peuvent être utilisés comme matière première pour le gaz. Souvent, les matières résiduelles telles que les biodéchets, les boues d’épuration ou l’orge sont fermentées dans des usines spéciales, tout comme le lisier et le fumier. En outre, selon l’installation de biogaz, il existe des résidus végétaux, des parties de plantes ou des plantes énergétiques qui ont été spécialement cultivés pour la production de bioénergie.
Selon les matériaux biogènes utilisés pour remplir les plantes, il en résulte des rendements en biogaz et des teneurs en méthane différents. A titre de comparaison, l’ensilage de maïs fournit 202 mètres cubes de biogaz par tonne avec une teneur en méthane de 52 pour cent. Les biodéchets, en revanche, sont de 100 mètres cubes par tonne avec une teneur en méthane de 61 pour cent. Selon l’état actuel de la technique, c’est le lisier de porc et de bovin qui donne les pires rendements.
Avant que les plantes, le fumier et les biodéchets ne se transforment en gaz, la matière première subit un processus en plusieurs étapes dans lequel les différents composants sont décomposés par différents micro-organismes. Il en résulte un gaz à haute énergie qui se forme en l’absence d’oxygène, comme les gaz d’égout, les gaz de digesteur et les gaz de décharge.
Le biogaz se compose principalement de méthane et de dioxyde de carbone. De plus, il y a des traces d’oxygène, d’azote, d’hydrogène sulfuré, d’hydrogène et d’ammoniac. Certains de ces composants font en sorte que le biogaz « pue littéralement jusqu’au ciel » avant d’être traité. Le gaz ne peut être injecté dans le réseau de gaz naturel qu’après avoir été traité et débarrassé des composants indésirables tels que l’eau et le sulfure d’hydrogène.
Les experts considèrent que la production de biogaz en Europe peut atteindre de 125 % des importations de gaz naturel en provenance de Russie dans des conditions optimales.
Biocarburants
Les biocarburants doivent remplacer à long terme leurs homologues fossiles, surtout le pétrole et le gaz. Les biocarburants jouent un rôle important dans la protection du climat et l’approvisionnement énergétique. L’UE a décidé en 2008 d’accroître la part des biocarburants dans le secteur des transports.
Les biocarburants sont obtenus à partir de plantes oléagineuses comme le colza, le soja et le tournesol, de céréales, de betteraves et de cannes à sucre, ainsi que de forêts et de bois résiduel. En fonction du produit de départ et du processus de production, une distinction est faite entre biocarburants de première, deuxième et troisième génération. La subdivision n’est pas sans controverse, car il est parfois difficile de faire la distinction entre les différentes classes.
La première génération comprend tous les carburants qui sont produits uniquement à partir des fruits. Cela inclut l’huile végétale pure. Les autres carburants de première génération sont le biodiesel selon la norme EN 14214 et le bioéthanol, qui est produit pendant la fermentation des matières premières biogènes. Si le colza est également la principale matière première du biodiesel, on parle d’ester méthylique d’huile de colza, les céréales comme le seigle et le blé ainsi que la betterave sucrière sont principalement utilisées dans la production de bioéthanol.
La deuxième génération de biocarburants comprend le biométhane ou gaz naturel biologique, les carburants BtL (BtL : Biomass-to-Liquid) et la cellulose-éthanol. Le biométhane est obtenu à partir du biogaz produit lors de la fermentation du lisier et d’autres substances organiques. Le biogaz est ensuite traité pour éliminer le sulfure d’hydrogène et le dioxyde de carbone du gaz. Les carburants BtL sont essentiellement de nature synthétique. La production d’éthanol cellulosique en est encore à ses débuts. La troisième génération se limite encore aujourd’hui aux biocarburants issus des microalgues.
Le potentiel des biocarburants dépend de nombreux aspects. Outre l’évolution des prix des combustibles fossiles, les conditions-cadres politiques sont également déterminantes. En outre, il y a le problème que la culture de cultures énergétiques ne doit pas influencer la production alimentaire. Dans le cas contraire, la hausse des prix des denrées alimentaires pourrait menacer. Un autre critère : la technologie des véhicules et des machines doit être parfaitement adaptée au biocarburant concerné.
Biochauffage
Si le bois est brûlé ou la biomasse décomposée, de l’énergie thermique est produite. Cette bio-chaleur ne doit pas simplement s’évaporer, mais peut être utilisée en conséquence. Les grandes installations, qu’il s’agisse de centrales de cogénération au bois ou de centrales au biogaz, injectent désormais leur énergie thermique dans les réseaux de chauffage locaux et, en partie, dans les réseaux de chauffage urbain. Il est ainsi possible de réaliser une alimentation en chaleur décentralisée, principalement dans la zone locale. Dans les ménages privés, les poêles à granulés ou à bûches et les cheminées fournissent généralement une chaleur biologique agréable.
L’ajout d’une installation de stockage de gaz et d’un produit d’électricité et de chaleur adapté aux besoins dans une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité signifie que près de cinq millions de kilowattheures d’énergie thermique pure seront disponibles à l’avenir. Cette chaleur biologique peut être distribuée de manière rentable dans les bâtiments situés à proximité immédiate. Il existe des projets similaires pour l’approvisionnement local en chaleur dans de nombreux endroits.
Si la chaleur n’est pas suffisante pour la distribuer via un réseau – des conduites d’eau chaude qui transfèrent leur énergie vers le réseau de chauffage interne – elle est utilisée pour les besoins propres du bâtiment. Dans les fermes, par exemple, pour chauffer des écuries ou des serres. Dans certains zoos également, les besoins en chaleur seraient couverts par la biomasse. Comme alternative à la biomasse comme source de chaleur, le bois, les résidus de bois et/ou les copeaux de bois sont brûlés dans les centrales électriques correspondantes.