Produire du biométhane à partir des biodéchets

Les biodéchets sont avant tout des déchets organiques biodégradables. Autrement dit, une fois traités par voie biologique aérobie (compostage) ou anaérobie (méthanisation), ils sont transformés en composés organiques stabilisés, d'intérêt agronomique et donc valorisables pour les besoins des sols, soit sous forme de composts directs soit sous forme de digestats pouvant être compostés ou non.

Au regard de l'obligation réglementaire du tri à la source des biodéchets imposés aux plus gros producteurs [1] depuis 2012 et qui doit s'élargir à tous, y compris aux ménages, d'ici à fin 2023, une définition plus précise est établie par référence à l'article L541-1-1 du code de l'Environnement :

« Biodéchets : les déchets non dangereux biodégradables de jardin ou de parc, les déchets alimentaires ou de cuisine provenant des ménages, des bureaux, des restaurants, du commerce de gros, des cantines, des traiteurs ou des magasins de vente au détail, ainsi que les déchets comparables provenant des usines de transformation de denrées alimentaires. »

En favorisant le traitement biologique de ces biodéchets par la méthanisation, ceux non réduits à la source et non consommés deviennent un vecteur d'économie circulaire, source de production de gaz vert et de matières valorisables au profit d'un développement plus durable des activités humaines sur les territoires.

[1] Seuil de production au 1^er janvier 2016 de 10T/an de biodéchets, passe à 5T/an de biodéchets au 1^er janvier 2023.

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La méthanisation à partir des biodéchets ?

Les externalités positives qui en découlent sont nombreuses : réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), création d’emplois non délocalisables et source de développement économique.

Le biométhane produit par les biodéchets participe pleinement à l'émergence d'une économie circulaire territoriale où les biodéchets deviennent des ressources agronomiques et énergétiques.

La double valorisation énergétique et matière de biodéchets permet également aux collectivités de répondre à l'obligation de valorisation matière imposée par la loi AGEC (Anti-Gaspillage et Economie Circulaire) de février 2020 en vue d'atteindre d'ici à 2025 un taux de valorisation de 65 % des déchets municipaux produits.

La mise en œuvre d'une meilleure gestion et prise en compte des biodéchets implique d'agir en faveur de leur prévention-réduction, de leur recyclage puis de leur valorisation conformément à la hiérarchie de traitement des déchets.

Ainsi, les biodéchets non réduits, non consommés, peuvent :

• Soit par une collecte séparée dédiée et être acheminés vers des unités de traitement biologiques centralisées, comme c'est le cas de la méthanisation qui permet la valorisation de la matière au sol et la production de gaz vert,
• Soit par une gestion de proximité, comme c'est le cas du compostage en pied d'immeuble, au sein d'un quartier ou en habitat pavillonnaire, bien qu'il ne permette pas la production d'énergie.

Avec un gisement brut estimé par l'ADEME de 18 millions de tonnes de biodéchets, dont la majorité est issue des ménages, les biodéchets représentent un potentiel de production de gaz vert de l'ordre de 20 TWh.  En tenant compte de la répartition des modes de gestion sur les différentes filières possible de valorisation, le potentiel mobilisable net peut être estimé entre 5 et 9TWh/an.

Ce potentiel mobilisable est cependant très dépendant de la mobilisation des producteurs, toute nature confondue, dans leur geste de tri, de la qualité de ce geste de tri et du déploiement de solutions de collecte efficaces et innovantes. Cela suppose la mise en œuvre d'étapes préalable de mobilisation de ces biodéchets avant même d'envisager leur valorisation en méthanisation. Cette mobilisation dès l'amont de la valorisation constitue un enjeu prioritaire pour une collectivité qui souhaitent mettre à profit son gisement de biodéchets dans l'atteinte de la trajectoire Climat Air Energie. Le gaz vert est une énergie renouvelable qui permet la réduction des GES et qui dans son usage carburant via le BioGNV permet de réduire de plus de 90 % les émissions de particules fines.

Le processus de collecte et de traitement des biodéchets triés à la source en faveur du gaz vert

Focus sur l'hygiénisation

La grande majorité des biodéchets produits sont des déchets alimentaires de cuisine et de table considérés comme des sous-produits animaux de catégorie 3 et donc soumis au respect de la réglementation sanitaire. Le traitement des biodéchets implique ainsi le plus souvent une étape préalable d'hygiénisation en portant le flux à 70 °C pendant 1 h et après broyage à 12 mm . Les modalités de mise en œuvre de cette hygiénisation sont détaillées à travers un guide dédié.

Ce guide est le fruit de l'expertise d'AILE et du bureau d'étude Utilities Performance ainsi que du retour d'expérience d'un comité de pilotage composé de l'AAMF, l'ADEME, le club biogaz, le Cluster Methatlantic et de la chambre d'agriculture pays de la Loire. Il doit permettre  d'apporter les réponses aux porteurs de projets de méthanisation, aux  bureaux d'études ou encore aux collectivités qui se posent des questions sur la mise en œuvre obligatoire de l'hygiénisation de leur matières méthanisables.

Ce guide apporte des informations de contexte mais surtout des conseils techniques de dimensionnement , des retours d'expériences et des références technico-économiques.

Il se termine par une liste non exhaustive d'équipementiers pouvant être consultés. 

Les biodéchets en chiffres clés

On distingue différents types de producteurs de biodéchets :

• Les ménages : 100 kg de biodéchets par habitant/an, soit au niveau national 13 millions de tonnes = 14 TWh,
• La restauration : environ 130g de biodéchets/repas, soit au niveau national 1,6 millions de tonnes = 1,1 TWh,
• Les marchés : environ 2 tonnes par commerçant/an, soit au niveau national 0,9 millions de tonnes = 0,43 TWh,
• Les commerces alimentaires : 20 kg de biodéchets par m2/an (grandes surfaces), soit au niveau national 0,6 millions de tonnes = 0,58 TWh,
• Les producteurs de déchets verts : 20 tonnes par employé/an, soit au niveau national 4,8 millions de tonnes = 4,2 TWh.

Sans oublier les biodéchets des industries agro-alimentaires (IAA), qui s'élèvent à 3 millions de tonnes selon l'ADEME, et qui sont assez difficiles à caractériser, puisque très variables en fonction des types d'industries. 

Les gisements indiqués sont des gisements bruts : il s'agit des volumes de biodéchets produits à échelle nationale. Tous ces biodéchets ne seront pas forcément disponibles pour la méthanisation (compostage de proximité, non-participation au tri…).

Source : ADEME et GRDF

L'économie circulaire, un cadre structurant

La gestion des déchets – un des 3 domaines d'action vers une économie circulaire :

En 2017, une feuille de route Economie Circulaire a été éditée dans le contexte du plan Climat, pour répondre aux enjeux d'optimisation des ressources et de réduction des déchets. Elle a permis de construire la loi Anti-Gaspillage et Economie Circulaire de février 2020.

La collecte des biodéchets non réduits, non consommés et leur traitement via la méthanisation répondent pleinement aux enjeux de l'économie circulaire et de son développement sur les territoires.

Le tri, la collecte et le traitement des biodéchets via la méthanisation place les citoyens et acteurs économiques au cœur de l'action vers des comportements plus durables dans nos activités quotidiennes. La production de gaz vert qui en découle diminue notre impact environnemental par substitution aux énergies fossiles à usage carburants, domestiques et industriels, en diminuant nos émissions de gaz à effet de serre. Le facteur d'émission du gaz vert ainsi produit est 10 fois moins important que celui du gaz naturel fossile.

Plus largement, tri, collecte et méthanisation des biodéchets contribuent à une gestion durable des déchets par leur recyclage en matières organiques valorisables pour nos sols grâce à la production de digestat et leur conversion en énergie renouvelable.

La méthanisation contribue enfin pleinement à créer de la valeur sur les territoires en générant des emplois, des nouveaux métiers et en étant vecteur d'innovations et d'avancées vers des modèles inédits de développement durable.

La dynamique de marché des biodéchets

Quels sont les acteurs concernés par le tri à la source des biodéchets ?

• Les restaurateurs (tout type de restauration),
• Les industriels du secteur agro-alimentaire,
• Les entreprises d'espaces verts,
• Les commerçants de l'alimentaire de Grandes et Moyennes Surfaces (GMS et marchés de gros),
• Les collectivités (déchets verts, cantines, marchés).

Et, d'ici 2024, les ménages se verront octroyer une nouvelle poubelle de tri dédiée à leurs biodéchets.

A N+2 de l'obligation de généralisation du tri à la source des biodéchets à tous les producteurs et de leur valorisation, comment transformer cette nouvelle contrainte en opportunité grâce à la méthanisation ?

Deux outils peuvent être consultés :

• Le guide « Biodéchets, du tri a la source jusqu'à la méthanisation » s'attache à apporter des éléments concrets et opérationnels sur toutes les briques de la mobilisation des biodéchets en véritable outil pour les collectivités pour faire des biodéchets une ressource matière et énergétique. 

Retrouvez en quelques minutes les grands principes de ce guide :

• La revue des solutions innovantes et engagées de mobilisation des biodéchets, a été conçue à l'issue d'un appel à projet GRDF en mai 2021 en partenariat avec le SYCTOM et l'Agence des Economies Solidaires. Cet appel à projet a permis de sélectionner 26 solutions qualifiées sur l'ensemble des briques de mobilisation des biodéchets.

Retrouvez en quelques minutes les grands principes de ce guide : Le Guide du tri à la source en vidéo

Chiffres clés des biodéchets

La collectivité, au centre des enjeux déchets, économie circulaire et ENR

Les collectivités territoriales sont largement impliquées dans la prévention et la gestion des déchets. Depuis 2015, la loi NOTRe a redistribué les compétences : la région possède la compétence planification et les EPCI à fiscalité propre détiennent la compétence gestion (collecte + traitement).

Les collectivités au titre du service de public de gestion de déchets ont l'obligation de mettre en œuvre les moyens pour collecter et traiter les déchets suivants :

• Les déchets ménagers ( déchets produits par les ménages)
• Les déchets assimilés ( déchets ne provenant pas des ménages mais qui présentent les mêmes caractéristiques)

Nota : La qualification de déchets assimilés dépend de chaque collectivité. La collectivité définit par arrêté les déchets considérés comme assimilés. Parmi ses déchets assimilés, les DAE peuvent être pris en charge par la collectivité si ceux-ci ne nécessitent pas de sujétions techniques particulières.

Cette compétence est obligatoirement transférée par les communes aux communautés de communes, communautés d'agglomération, communautés urbaines ou métropoles auxquelles elles appartiennent.

Outre ses compétences en terme de gestion de déchets, la collectivité est également partie prenante dans l'appui au développement de projet ENR et donc de méthanisation en réponse à ces objectifs Climat Air Energie.

Les avantages de la méthanisation à partir des biodéchets

La méthanisation des biodéchets s'inscrit pleinement au monde de demain et est inévitablement au cœur des enjeux énergétiques et des objectifs de développement durable des territoires.  Vecteur économique, écologique, énergétique et agronomique, la méthanisation des biodéchets permet aux territoires de bénéficier de nombreux avantages :

Les avantages environnementaux

• Améliorer la valeur agronomique des sols notamment en azote et en phosphore,
• Favoriser l'indépendance énergétique et agronomique de son territoire,
• Développer la mobilité Verte (via l'utilisation du BioGNV) et donc, répondre aux enjeux de qualité de l'air,
• Produire et utiliser de l'énergie locale.

Les avantages territoriaux

•  La production d'énergies renouvelables (EnR) en substitution aux énergies fossiles, permet d'atteindre les objectifs et besoin du territoire via :
  • la gestion des déchets,
  • la production d'EnR,
  • la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

La production d'énergies renouvelables répond aussi et surtout aux attentes de la loi transition énergétique pour la croissance verte (LTECV). C'est également un levier d'attractivité par la création d’emplois.