Evaluation des impacts du biométhane injecté : résultats ACV multi-indicateurs

Avec 685 sites en injection, la filière biométhane est en pleine croissance et contribue concrètement à la décarbonation du secteur énergétique français. Le biométhane, présente les mêmes propriétés thermiques que le gaz naturel fossile, et se distingue par ses performances en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES).   

Afin de garantir la transparence et l'accompagnement de l'expansion de cette filière, il est important d'évaluer régulièrement les impacts du biométhane injecté, notamment ceux liés aux enjeux environnementaux et énergétiques actuels. 

Ainsi, la dernière analyse de cycle de vie du biométhane injecté, publiée en mars 2020 (publié par QUANTIS  et ENEA Consulting), et le facteur d'émission de GES de 44,1g CO2e/kWh PCI, sont aujourd'hui considérés comme obsolètes.  

Une nouvelle étude d'analyse du cycle de vie du biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel français a été finalisée début 2024. Cette dernière se base sur une combustion en chaudière pour la production de chaleur sur la base de données et d'hypothèses de 2021. Cette étude vise à fournir les résultats d'impacts environnementaux multi-indicateurs du biométhane injecté.  

Elle a également pour objectif de nourrir diverses bases de données : la Base Empreinte (courant 2025, en fonction de la refonte de la Base), la base INIES (si possible) et Ecoinvent (processus d'intégration en cours). 

Les éléments de cadrage de l'étude 

Unité fonctionnelle : Produire, injecter et consommer 1kWh PCI de biométhane issu de déchets ou de cultures en France, à travers une combustion en chaudière pour la production de chaleur 

Périmètre : 6 filières existantes : Agricole Autonome (AA), Agricole Territorial, Industriel Territorial (IT), Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISNDN), Système de Traitement des Eaux Usées (STEU), Biodéchets (BD) 

Pour chacune de ces filières, les étapes du cycle de vie suivantes sont considérées : Production en amont des intrants 

• Transport, stockage et prétraitement des intrants  

• Méthanisation : production de biogaz  

• Epuration du biogaz  

• Injection du biométhane dans les réseaux de distribution et acheminement jusqu'au consommateur  

• Combustion du biométhane (consommation résidentielle et industrielle) : les autres usages du biométhane telles que la mobilité, ne sont pas couverts par cette étude.  

Approche utilisée : l'approche par allocation économique consiste à allouer dans le cadre d'une pondération économique les impacts entre les différentes fonctions du système 

Les résultats principaux 

La production, l'injection et la consommation de 1 kWh PCI de biométhane issu de déchets ou de cultures en France, émettent en moyenne 41,64 g CO2 e/kWh PCI de biométhane. 

L'épuration est la principale source d'émission qui contribue à hauteur de 47% des émissions de GES. Le suivant est la digestion qui contribue à 22%. Les émissions de méthane sont la cause principale de l'impact GES, en grande partie en raison des pertes techniques et des fuites. 

L'analyse des filières a mis en avant la contribution quasi exclusive de trois gaz à effet de serre :  

• Le méthane biogénique : émission due aux fuites des digesteurs et aux pertes techniques à l'épuration, et dans une moindre mesure, associé aux étapes de torchage et d'injection 

• Le dioxyde de carbone d'origine fossile : provient principalement du transport des intrants, de la consommation en carburant des engins agricoles et enfin, de l'utilisation de gaz naturel pour les filières ayant besoin d'une hygiénisation. 

• Le protoxyde d'azote : Emis lors de la fertilisation des cultures (CIVE et cultures dédiées) et du stockage des effluents d'élevage

 

Les impacts pour la filière  

Au-delà de l'indicateur relatif au changement climatique, les impacts majeurs pour la filière biométhane injecté sont : 

• L'utilisation de ressources énergétiques non-renouvelables (22%) avec une consommation d'électricité française majoritairement nucléaire nécessitant d'extraire de l'uranium ; 

• Le changement climatique (17%) avec des émissions directes de méthane biogénique sous forme de fuites ; 

• L'acidification (9%) avec les émissions d'ammoniac provenant de la fertilisation des cultures ; 

• Les radiations ionisantes (9%) avec l'usage d'une électricité majoritairement nucléaire en France ; 

• Les émissions de particules fines (9%), l'eutrophisation terrestre (8%) provenant également de la production d'ammoniac ; 

• L'eutrophisation marine (5%) via les émissions de nitrates provenant également de la fertilisation des cultures ; 

• L'écotoxicité des eaux douces (5%) provenant de la production du réseau électrique et de l'électricité nucléaire. 

Cette analyse met en lumière les contributions significatives de chaque filière et les étapes du cycle de vie du biométhane, soulignant la volonté d'améliorer les processus pour réduire davantage les impacts environnementaux. Concernant l'impact climatique, le biométhane injecté permet d'émettre environ 80% moins de CO2e que le gaz naturel fossile en analyse de cycle de vie, ce qui représente un réel bénéfice climatique. Enfin, es émissions de GES du biométhane sont ainsi à des niveaux comparables à ceux des autres énergies renouvelables qui se développent en France (biomasse et bois, solaire thermique).