Biogaz : ce qu’il faut savoir Mélange de méthane et de gaz - TopicsExpress

Biogaz : ce qu’il faut savoir Mélange de méthane et de gaz carbonique, le biogaz peut être produit par de multiples sources et servir aussi bien pour la production de chaleur et d’électricité, que comme carburant. Questions-réponses pour tout savoir sur une énergie mal connue. Qu’appelle-t-on biogaz ? Le biogaz est un gaz combustible, mélange de méthane et de gaz carbonique, additionné de quelques autres composants. Le préfixe bio (vivant) indique sa provenance : les matières organiques, qui libèrent le biogaz lors de leur décomposition selon un processus de fermentation. On l’appelle aussi gaz naturel “renouvelable”, par opposition au gaz naturel d’origine fossile. Le biogaz se nomme encore “gaz de marais”, au fond duquel se décomposent des matières végétales et animales. C’est également du biogaz qui est à l’origine des feux follets des cimetières ou de l’embrasement spontané des décharges non contrôlées. Où est-il produit ? Dans tous les endroits où sont stockés et accumulés des déchets fermentescibles totalement ou partiellement privés d’aération continue. Il s’agit des centres de stockage des déchets, des stations d’épuration des eaux (production de boues) et des digesteurs à fermentation de déchets organiques. Ces équipements, appelés aussi méthaniseurs, valorisent les déchets ménagers organiques triés, les effluents agricoles (déjections animales) ou ceux des industries agroalimentaires et papetières. Les méthaniseurs sont installés la plupart du temps sur les sites mêmes de production de ces effluents ou boues. captage du biogaz Quelles sont ses caractéristiques ? À température et pression ambiante, le biogaz se présente sous forme gazeuse. Chimiquement, il se compose principalement de méthane (environ deux tiers de l’ensemble) et d’un tiers de gaz carbonique. D’autres substances sont aussi présentes sous forme de traces – eau, azote, soufre, oxygène, éléments organo-halogénés –, qui le rendent moins pur et plus corrosif que le gaz naturel fossile. Enfin, la composition du biogaz varie en fonction de la nature des déchets et des conditions de fermentation. Qu’est-ce que la fermentation ? La fermentation est un phénomène de dégradation des substances organiques. Quand la fermentation se déroule en présence d’air, on la qualifie d’“aérobie”. Exemple bien connu : le compostage. En l’absence d’air, donc d’oxygène, la fermentation est dite “anaérobie”. On parle alors de méthanisation. Naturelle ou contrôlée, elle met en jeu des bactéries qui contribuent à produire notamment du méthane, du gaz carbonique et de l’hydrogène sulfuré (responsable des mauvaises odeurs). En pratique, on peut rendre la fermentation efficace à 95 % à l’aide de méthaniseurs, c’est-à-dire des enceintes fermées, dans lesquelles les déchets sont homogénéisés mécaniquement et ensemencés avec des micro-organismes appropriés. Comment récupérer le gaz des décharges ? Dans les décharges, appelées centres de stockage des déchets, les ordures compactées sont déposées dans des fosses, dites casiers, puis recouvertes de plusieurs mètres de terre. La fermentation se produit en sous-sol durant vingt-cinq ans. Le biogaz formé est capté en continu par un système de drains horizontaux enterrés et de puits verticaux. Pour une meilleure maîtrise de la production du biogaz, un nouveau concept de bioréacteur consiste à produire du gaz dans des casiers étanches, avec réinjection du lixiviat, le “jus” issu de la dégradation des déchets. Après une vingtaine d’années d’exploitation, les centres de stockage des déchets sont réhabilités, avec aménagement paysager. Le site est soumis à surveillance pendant trente ans. Comment le biogaz est-il valorisé ? Le biogaz est l’une des seules énergies renouvelables à pouvoir être transformée en toute forme d’énergie utile. Il peut être brûlé dans une chaudière pour produire de la chaleur sous forme d’eau chaude ou de vapeur, voire d’air chaud pour les applications de séchage. En général, la valorisation thermique nécessite des débouchés de proximité. Le biogaz peut aussi alimenter un moteur à gaz ou une turbine pour produire de l’électricité injectée dans le réseau électrique , c’est le cas du biogaz de décharge notamment. La cogénération est très souvent utilisée dans les stations d’épuration urbaines, les unités de méthanisation de déchets solides et les unités agricoles. D’autres modes de valorisation sont en cours de développement : le biogaz carburant, l’injection dans le réseau de gaz naturel, mais aussi la production de froid par une machine à absorption à gaz, voire la production d’électricité avec une pile à combustible. méthanisation Combien d’énergie en tire-t-on ? L’énergie du biogaz provient de son principal composant, le méthane. Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) du méthane, c’est-à-dire la quantité de chaleur produite par la combustion, est de 9,42 kWh/m3, à 15 °C, et pour une pression atmosphérique normale. Selon les filières de production et les matières organiques utilisées, la proportion du méthane varie. Un biogaz à 65 % de méthane présentera donc un PCI de 9,42 x 0,65, soit 6,1 kWh/m3. Par comparaison, le gaz naturel est constitué de 96 % de méthane. Avec un processus optimisé, environ 500 m3 de biogaz sont extraits par tonne de matière organique traitée. Faut-il cultiver des plantes pour les méthaniser ? Dans la plupart des applications, la production de biogaz intervient pour améliorer l’efficacité environnementale du traitement des déchets. Toutefois, il est aussi possible de produire du biogaz à partir de cultures énergétiques dédiées, telles que le maïs, la betterave, les plantes herbacées, le sorgho… En France, les tarifs d’achat de l’électricité issue du biogaz ne sont actuellement pas favorables à cette voie. Contrairement à l’Allemagne, la France n’a pas prévu de tarif spécifique ni de primes pour les cultures énergétiques. La taille des installations ? Il existe des unités de méthanisation de toute taille. Un petit digesteur agricole installé dans une ferme sera de l’ordre d’une centaine de mètres cubes. À l’opposé, des grandes installations qui traitent les boues de grandes agglomérations pourront atteindre plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes. Qu’est ce qu’un digesteur familial ? Des dizaines de millions de digesteurs familiaux sont utilisés en Asie et en Afrique. Alimentés quotidiennement, ces systèmes rudimentaires d’une dizaine de mètres cubes produisent du biogaz et permettent aux foyers ruraux de répondre à leurs besoins énergétiques de base, cuisson et éclairage, quand ils fonctionnent en cogénération. La réglementation favorise-t-elle le biogaz ? Elle n’a jamais été aussi favorable ! En juillet 2006, le gouvernement français a adopté un nouveau tarif d’achat majoré de 50 % pour l’électricité issue du biogaz. Ce tarif oscille entre 7,5 c€/kWh et 14 c€/kWh dans le meilleur des cas. Une prime d’efficacité de 3 c€/kWh incite les producteurs à valoriser la chaleur cogénérée. Ces tarifs sont similaires à ceux pratiqués en Allemagne, où on comptait 3 500 unités fin 2006, dont 550 MWe installées dans l’année, soit 50 centrales par mois. Avec ces nouvelles dispositions, la France se donne les moyens d’atteindre l’objectif de 250 MW pour 2015, fixé par la programmation pluriannuelle des investissements. Que devient le digestat ? Le digestat est la matière extraite en sortie du digesteur après fermentation et extraction du biogaz. Il ne dégage pas d’odeur et se présente sous forme de compost ou d’effluent liquide. Après un éventuel traitement, le digestat pourra être épandu pour fertiliser les terres agricoles. Du biogaz dans le réseau de gaz naturel ? C’est possible. Les Pays-Bas, la Suède, l’Autriche, la Suisse ou encore l’Allemagne injectent d’ores et déjà du biogaz dans leur réseau après purification et compression. En France, les premières tentatives d’injection n’ont pas abouti, notamment l’unité installée à Montech, dans le Lot-et-Garonne, qui n’a jamais obtenu l’autorisation d’injecter le biogaz dans le réseau de gaz naturel (dit aussi gaz de ville). En cause, la qualité du biogaz. Mais le vent pourrait tourner : fin 2006, le gouvernement a demandé à l’Afsset (Agence française de la sécurité sanitaire de l’environnement et du travail) de procéder à une évaluation des risques sanitaires liés à l’injection. Le groupe de travail doit rendre ses conclusions fin 2007. La communauté urbaine de Lille espère obtenir une autorisation d’injecter du biogaz dans le réseau mi-2008. Fait-il un bon carburant ? Selon l’institut allemand Wuppertal, jusqu’à 20 % des carburants fossiles pour le transport terrestre pourraient être remplacés par du biogaz. Pour qu’il puisse être valorisé comme carburant, le biogaz doit subir plusieurs traitements afin d’obtenir la même qualité que le gaz naturel pour véhicules (GNV) : épuration, concentration pour obtenir 96 % de méthane, compression… Du fait de ses conditions de distribution, le biogaz carburant a d’abord intéressé les flottes captives : plusieurs dizaines de véhicules utilitaires (bus, bennes à ordures…) fonctionnent d’ores et déjà au biogaz principalement en Suède. Les particuliers peuvent aussi rouler au biogaz, en Suisse notamment où l’industrie gazière et les producteurs de biogaz ont signé une convention qui prévoit l’obligation pour les stations services de GNV de délivrer au moins 10 % de biogaz. Roule-t-on au biogaz en France ? Il n’y a pas de système de soutien pour la production de ce biocarburant en France. Toutefois, la communauté urbaine de Lille, pionnière en la matière, a commencé à expérimenter des bus au biogaz dès 1994, avec la station d’épuration de Marquette. Celle-ci est aujourd’hui en cours de rénovation, et plus aucun véhicule ne fonctionne au biogaz. Une nouvelle unité capable d’alimenter dix bus sera opérationnelle en mars 2008. De plus, un nouveau centre de valorisation des déchets à Loos-Sequedin, qui sera mis en service mi-2007, va produire une quantité de biogaz équivalente à 4,5 millions de litres de gasoil par an. De quoi alimenter 100 bus lillois à terme. En 2006, la communauté urbaine de Lille a pris la tête du projet européen BiogasMax, qui rassemble 28 partenaires et doit démontrer la fiabilité technique et la performance économique de la filière biogaz carburant. Quel impact sur l’effet de serre ? Nos sociétés de consommation génèrent de telles quantités de déchets que la nature ne peut seule “recycler” les tonnages de biogaz produits. Or le biogaz est composé pour deux tiers de méthane, un gaz qui engendre un effet de serre 21 fois plus puissant que le CO2. Il est donc primordial de le récupérer, une action à la fois dépolluante et génératrice d’énergie. Sur les sites où il n’est pas valorisé, le biogaz doit être brûlé en torchère et il est alors moins polluant que s’il s’échappe directement dans l’atmosphère. Les énergies renouvelables en Afrique avril 28 2011 Infos : , ajouter un commentaire L’Afrique est dotée d’importantes ressources en énergies renouvelables et beaucoup d’entre elles ont été diffusées avec des taux de réussite variables. La région dispose de potentiels d’hydraulique, de géothermie, de biomasse, de solaire et d’éolien importants. Ces vastes potentiels sont encore largement inexploités. Un certain nombre de technologies d’énergies renouvelables (TER) peuvent couvrir une partie des besoins en énergie des pays africains tout en apportant des avantages supplémentaires. Les TER, par exemple, exigent moins de capitaux que les grands systèmes énergétiques conventionnels. Les TER sont en outre modulaires (et donc mieux adaptées aux contraintes d’investissement de nombreux pays de l’Afrique subsaharienne) et peuvent permettre de réduire les coûteuses importations de combustibles fossiles. Le potentiel des ressources en énergies renouvelables en Afrique (particulièrement pour les applications électriques) est loin d’être pleinement exploité, essentiellement en raison du faible intérêt politique qu’elles suscitent et des niveaux d’investissement exigés. Les estimations provenant d’études récentes de l’AFREPREN/FWD indiquent par ailleurs qu’une proportion significative de la production électrique actuelle dans 16 pays de l’Afrique orientale et méridionale pourrait être couverte par une cogénération utilisant la bagasse dans l’industrie sucrière. Ces technologies renouvelables et d’autres pourraient apporter une contribution significative et jouer un rôle d’importance croissante dans l’amélioration de la sécurité énergétique et de l’accès à des services énergétiques modernes, tout en renforçant le développement du secteur de l’énergie en Afrique. Mais, même si les estimations théoriques du potentiel technique des énergies renouvelables en Afrique sont très élevées, les décideurs devraient adopter une approche pragmatique et privilégier les potentiels qui peuvent être exploités en recourant aux technologies parfaitement éprouvées et commercialement viables qui sont compétitives par rapport aux options conventionnelles. Leur proportion n’est pas négligeable et peut fournir de façon économique 10 à 20 % de l’approvisionnement en électricité dans certains pays africains. À ce niveau, les renouvelables peuvent offrir des opportunités de réduction du profil de risque du bouquet énergétique national des pays africains, diminuer la pollution de l’air au niveau local et régional, et développer l’accessibilité à des services énergétiques propres pour les particuliers et les entreprises. Mais, du fait des problèmes urgents liés à la pauvreté, qui se conjuguent à des émissions très faibles de gaz à effet de serre (GES), la promotion des énergies renouvelables en Afrique dans une perspective de protection du climat ne trouve pas d’écho auprès des décideurs et manque de rationalité scientifique. L’argumentaire qui remporte le plus souvent l’adhésion est celui qui s’appuie sur des éléments empiriques solides, basés sur les avantages des renouvelables en termes de réduction des risques vis-à-vis des pénuries d’électricité hydraulique liées à la sécheresse et à la flambée des prix du pétrole. Même si elles n’offrent pas des justifications aussi convaincantes, d’autres raisons militent en faveur de la promotion des énergies renouvelables : création d’emploi / de revenus et d’entreprises par une utilisation des renouvelables dans les secteurs de l’agroalimentaire / foresterie, avantages environnementaux locaux au niveau des ménages (réduction de la pollution de l’air intérieur liée à l’utilisation de cuisinières à biocombustibles), approvisionnement en énergie à partir des renouvelables à des institutions rurales isolées qui assurent des fonctions essentielles au niveau médical (dispensaires, hôpitaux et vaccination), éducatif (écoles secondaires avec internat) et religieux (centres de missions). La situation des filières renouvelables en Afrique La grande hydraulique Les ressources hydrauliques à elles seules peuvent couvrir tous les besoins en électricité de l’Afrique. Toutefois, à peine 7 % du potentiel de la grande hydraulique techniquement exploitable a été aménagé. De ce fait, la part de l’hydraulique dans la production d’électricité totale reste assez faible (figure 1). Figure 1 : Origine de la production en électricité en Afrique (la part de géothermique, de l’éolien et du solaire est négligeable) Origine de la production en électricité en Afrique La capacité hydraulique totale installée en Afrique était d’environ 20,3 GW en 2001 et la production d’environ 76 000 GWh/an. Environ 23 % étaient situés en Afrique du Nord, 25 % en Afrique de l’Ouest et les 51 % restants en Afrique méridionale, centrale et orientale. À cette date, la contribution de l’hydraulique dépassait 50 % de l’électricité dans 25 pays, et plus de 80 % en Angola, au Burundi, au Bénin, au Cameroun, en République Centrafricaine, en République démocratique du Congo (RDC), en Éthiopie, au Kenya, en Guinée, au Lesotho, au Congo Brazzaville, au Malawi, au Mozambique, en Namibie, au Rwanda, en Tanzanie, en Ouganda et en Zambie. Le développement de la grande hydraulique est l’une des questions les plus controversées dans le secteur de l’énergie en Afrique entre ceux qui soutiennent sans réserve le développement de la grande hydraulique en mettant en avant l’important potentiel de l’Afrique ; ceux qui soutiennent en partie le développement de l’hydraulique mais sont inquiets de la dépendance excessive de nombreux pays africains vis-à-vis de la production hydroélectrique, qui les rend vulnérables face à la sécheresse (1) ; et enfin ceux qui s’opposent de façon virulente au développement de la grande hydraulique en mettant en avant ses conséquences écologiques et socio-économiques négatives (le déplacement des communautés locales, la dégradation de l’environnement et le détournement de l’eau d’irrigation). Actuellement, les réseaux continuent d’être dominés par l’hydraulique dans la plupart de ces pays. Comme on l’a noté plus haut, la dépendance vis-à-vis de l’hydraulique entraîne des difficultés en matière de sécurité énergétique. La sécheresse est à l’origine d’une pénurie de capacité de production qui s’accompagne de conséquences économiques négatives. En 2006, par exemple, la Tanzanie, l’Ouganda et le Rwanda ont tous été confrontés à une perturbation importante de l’approvisionnement en électricité provoquée par la sécheresse, qui s’est traduite par une baisse de 2 mètres, spectaculaire et sans précédent, du niveau du lac Victoria (le plus grand lac africain et la principale ressource énergétique de l’Ouganda). Cette modification se maintient et a contribué à la fermeture de plus d’un tiers de la capacité hydraulique installée en Ouganda, et au lancement de programmes de délestage de 12 heures. Un tel rationnement entraîne des coûts économiques très élevés et met en lumière la nécessité d’un développement diversifié des moyens de production d’électricité qui intègre, outre la grande hydraulique, la petite hydraulique, la géothermie, la cogénération, le gaz naturel et le charbon. La petite hydraulique Il s’agit d’une technique très fiable, au bilan solide, bien adaptée aux zones rurales situées en dehors du réseau électrique principal et multi-usage (production d’énergie, irrigation, approvisionnement en eau). Une grande partie du potentiel inexploité de la petite hydraulique se trouve dans des régions isolées de l’Afrique. Les régions orientales et méridionales de l’Afrique disposent de rivières et cours d’eau permanents qui offrent un excellent potentiel d’aménagement hydraulique. Toutefois, le recours à la petite hydraulique est encore très faible dans la région. L’énergie solaire L’énergie solaire, pour la production de chaleur et d’électricité, est la technologie d’énergie renouvelable la mieux connue en Afrique. Elle est utilisée depuis très longtemps pour sécher les peaux des animaux et les vêtements, conserver la viande, sécher le produit des récoltes et évaporer l’eau de mer pour extraire le sel. À petite échelle, elle est utilisée par les particuliers pour l’éclairage, la cuisine, les chauffe-eau et les maisons solaires. Les projets de taille moyenne portent sur l’eau chaude dans les hôtels et l’irrigation. Au niveau communautaire, elle est utilisée pour la réfrigération des vaccins, le pompage et l’épuration de l’eau, et l’électrification rurale. À plus grande échelle, elle est utilisée pour la production électrique (à titre expérimental) et les télécommunications. La promotion du solaire photovoltaïque (PV) a été très importante dans la région, et presque chaque pays de l’Afrique subsaharienne dispose d’un grand projet PV. Il apparaît néanmoins de plus en plus clairement que les projets de solaire photovoltaïque domestiques dans la région ont essentiellement bénéficié aux segments de populations à hauts revenus, du fait du coût élevé de ces équipements. La majorité de la population africaine ne peut s’offrir du solaire PV pour son domicile. Toutefois, il s’est avéré efficace pour les télécommunications, la réfrigération dans la chaîne vaccinale et des applications institutionnelles dans des régions rurales isolées. Les technologies solaires thermiques qui ont été diffusées en Afrique concernent des chauffe-eau solaires, des cuisinières solaires, des distillateurs solaires et des séchoirs solaires. Avec une amélioration du rendement et une baisse de leur coût, les petits chauffe-eau solaires ont une période d’amortissement de 3 à 5 ans. Toutefois, la diffusion de ces systèmes a été plus lente que prévu. Dans certains pays en développement en effet, les chauffe-eau solaires ont des difficultés à être compétitifs du fait du subventionnement du GPL (voir Chauffe-eau solaires en Tunisie : le programme PROSOL). En Afrique subsaharienne, peu de données agrégées ont été réunies sur la diffusion de ces systèmes. Les données disponibles proviennent d’un petit nombre d’études nationales. Au Botswana, par exemple, environ 15000 chauffe-eau solaires domestiques ont été installés. Environ 4 000 chauffe-eau solaires sont utilisés au Zimbabwe. L’énergie éolienne Une grande partie de l’Afrique est à cheval sur les zones équatoriales et tropicales du globe, et seules les régions du nord et du sud bénéficient du régime des vents d’ouest des latitudes tempérées. Aussi, les vitesses de vent sont généralement faibles dans beaucoup de pays de l’Afrique subsaharienne, particulièrement dans les pays enclavés. L’Afrique du Sud, l’Afrique du Nord et le littoral de la Mer Rouge (et de façon inattendue, une partie du Tchad et du Nord du Kenya) disposent de certains des meilleurs potentiels éoliens de la région. Des projets de production éolienne à grande échelle destinés à exploiter cette ressource énergétique abondante sont en cours de développement au Maroc, en Égypte et en Afrique du Sud (voir les articles concernant le Maroc : L’énergie éolienne au Maroc, La filière éolienne au Maroc). Cependant, la capacité éolienne en exploitation reste très faible comparée aux 75000 MW installés au niveau mondial. L’éolien se heurte également au faible niveau des compétences techniques et à un manque de prise de conscience du potentiel qu’il représente. De ce fait, à l’exception de l’Afrique du Nord, peu de projets ont été entrepris en Afrique, et l’expérience de l’éolien pour une production électrique raccordée au réseau ou l’alimentation d’un mini-réseau reste limitée. La plupart des éoliennes d’Afrique orientale ou méridionale sont utilisées pour le pompage de l’eau plutôt que pour la production d’électricité. L’Afrique du Sud et la Namibie possèdent un grand nombre de pompes éoliennes (300 000 équipements en fonctionnement en Afrique du Sud). L’énergie de la biomasse L’énergie produite à partir de la biomasse représente la majeure partie de l’approvisionnement final total de l’Afrique. Il est toutefois important de noter que les données sur la biomasse en Afrique sont particulièrement problématiques. La plupart des pays ne disposent pas de bases de données fiables et actualisées sur l’énergie, tout spécialement en ce qui concerne la biomasse (2). Les estimations disponibles indiquent que la biomasse constituait 58 % de la consommation énergétique finale en Afrique en 2002 (AIE, 2004). Selon la même source, en 2002, la biomasse représentait 49 % de la fourniture totale en énergie primaire. Bien qu’elle ait connu une baisse de sa part relative dans l’approvisionnement total en énergie primaire en l’espace de 30 ans (de 62 à 49 %), la biomasse joue encore un rôle dominant dans le secteur énergétique africain. La forte dépendance vis-à-vis de la biomasse est particulièrement visible en Afrique subsaharienne, où elle représente 70 à 90 % de l’approvisionnement en énergie primaire dans certains pays et, selon les estimations, 86 % de la consommation énergétique. La majeure partie de l’énergie de la biomasse utilisée en Afrique subsaharienne est la biomasse traditionnelle. Tableau 1 : Approvisionnement total en énergie finale en Afrique, biomasse comprise 2020 Taux de croissance annuel (%) 2002-2020 Biomasse (Mtep) Part de la biomasse dans l’approvisionnement total (%) Biomasse Afrique 367 43 1,9 Total pays en développement 1127 18 1,1 Monde 1428 10 1,4 Source : AIE, 2004 in Karekezi et al., 2005 Cette dépendance (pour les utilisations non électriques) en Afrique ne devrait pas évoluer dans un avenir proche, étant donné la stagnation (et quelquefois la baisse) des revenus nationaux par habitant et la faible progression de l’utilisation des énergies conventionnelles. Le nombre absolu des personnes dépendant de l’énergie de la biomasse en Afrique devrait augmenter entre 2000 et 2030, passant de 583 millions à 823 millions, soit une augmentation d’environ 27 %. Généralement, plus le pays est pauvre, plus nette est sa dépendance vis-à-vis des ressources en biomasse traditionnelle. L’utilisation de la biomasse traditionnelle présente de sérieux inconvénients pour l’environnement. La pollution de l’air intérieur résultant de cuisinières à biocombustible sans conduit de cheminée constitue un facteur essentiel de maladies respiratoires dans des régions montagneuses de l’Afrique subsaharienne. Le recours à la biomasse (particulièrement sous forme de charbon de bois) favorise aussi la dégradation des terres. Utilisation de la biomasse à petite échelle Au cours des 20 dernières années, des efforts importants ont été faits pour moderniser les systèmes d’utilisation de la biomasse à petite échelle : mise au point d’un four à carboniser à haut rendement et d’une cuisinière améliorée respectant l’environnement pour les ménages ruraux et urbains en Afrique subsaharienne. Ces deux initiatives ont apporté des avantages significatifs aux populations pauvres urbaines et rurales. Les cuisinières améliorées proviennent pour la plupart du secteur informel, qui fournit un emploi aux pauvres des villes. Les efforts visant à améliorer et à moderniser la biomasse à petite échelle représentent une composante importante des stratégies énergétiques nationales dans de nombreux pays de l’Afrique subsaharienne et pourraient potentiellement aboutir à des avantages considérables pour les pauvres des zones urbaines et des zones rurales. Le biogaz est une autre technologie d’utilisation à petite échelle de la biomasse qui a suscité un intérêt considérable au cours des trente dernières années. D’un point de vue conceptuel, la technologie du biogaz semble simple. La viabilité technique de cette technologie a été prouvée à maintes reprises dans de nombreux essais sur le terrain et des projets pilotes. Néanmoins, plusieurs problèmes sont survenus quand une diffusion massive a été tentée, ce qui a entraîné des taux de diffusion du biogaz relativement faibles. Il existe aujourd’hui un consensus général sur le fait que les installations combinées fosse septique/biogaz qui sont gérées par des institutions comme des écoles et des hôpitaux sont plus viables que des petits digesteurs anaérobies. Utilisation de la biomasse à grande échelle (cogénération) Elle englobe la combustion directe pour la chaleur industrielle, la production d’éthanol, la gazéification, la cogénération chaleur/électricité, la production de biogaz, le briquetage et la production d’électricité. C’est une ressource énergétique importante dans la région. L’exploitation efficace des déchets agricoles existants offre un potentiel important de développement de l’énergie de la biomasse sans introduire de perturbation excessive dans les pratiques agricoles et la production alimentaire ni nécessiter la mise en production de nouvelles terres. Parmi les résidus de culture les plus courants et les plus adaptés figurent la bagasse de canne à sucre, les déchets de sisal, les parches de café, les balles de riz, les rafles de maïs et les feuilles de bananier. À la différence de beaucoup d’autres résidus de culture, ces déchets sont produits au cours des opérations de transformation et sont rarement remis sur les terrains. Par conséquent, l’utilisation de ces déchets agricoles pour la production d’énergie ne devrait pas avoir d’impact négatif sur la gestion des sols et la production alimentaire et pourrait constituer une source de revenus complémentaires pour les plus pauvres. Les grands systèmes de production énergétique à base de biomasse les mieux connus, avec un bilan économique solide, sont les installations de cogénération utilisant la biomasse comme combustible d’alimentation et la production d’éthanol comme substitut au pétrole. Diverses formes de biomasse peuvent être utilisées pour alimenter l’installation, notamment la bagasse (résidus de canne à sucre) provenant des industries sucrières et des déchets des industries du papier, du bois de palme et du riz. La cogénération offre d’importantes possibilités de production d’électricité et/ou de chaleur, avec des investissements en capitaux limités, tout en évitant les effets environnementaux négatifs d’une utilisation accrue des combustibles fossiles. Les industries peuvent être situées dans des zones isolées qui ne sont pas raccordées au réseau électrique. L’électricité excédentaire peut être mise à disposition d’autres usagers par le biais de mini-réseaux. La vente du surplus de production à la compagnie électrique nationale permet d’augmenter les revenus des industries proches du réseau. Les estimations montrent que plusieurs pays d’Afrique orientale et méridionale pourraient couvrir une grande partie de leur consommation électrique actuelle au moyen de la cogénération à partir de la bagasse dans l’industrie sucrière (voir tableau 2). L’île Maurice fournit un excellent exemple et couvre près de 40 % de sa demande électrique grâce à la cogénération (environ la moitié de l’électricité produite par cogénération provient de la bagasse). L’industrie sucrière est une importante utilisatrice de la cogénération. Au début de l’année 2000, la cogénération dans les raffineries de sucre au niveau mondial avait presque atteint une capacité de 1 100 MW, auxquels s’ajoutaient 450 MW en construction. La plupart des aménagements sont enregistrés en Inde et sur l’île Maurice. La géothermie Il existe un énorme potentiel géothermique en Afrique, mais cette énergie exige des investissements initiaux très élevés. Elle présente l’avantage de ne pratiquement pas générer d’émissions et n’exige que très peu de surface par unité d’énergie produite. En utilisant la technologie actuelle, l’Afrique a la possibilité de produire 9 000 MW d’électricité (sans compter le potentiel en termes de pompes à chaleur géothermique) à partir de l’énergie géothermique (BCSE, 2003). Sur ce potentiel géothermique, seulement 127 MW ont été exploités au Kenya et moins de 2 MW en Éthiopie. Mais au Kenya, une étude de faisabilité réalisée pour évaluer le potentiel de production électrique d’Olkaria a établi que le champ géothermique couvrait 80 km2 avec suffisamment de vapeur pour produire 200 TWh/an. La zone actuelle, qui couvre 11 km2 a suffisamment de vapeur pour fournir 3,5 TWh/an. Tableau 2 : Potentiel de la cogénération (bagasse) en Afrique orientale et méridionale Pays Capacité installée nationale de production électrique de toutes origines (MW), 2004 Potentiel cogén., 82 bars Potentiel cogén. En % du total de la capacité installée nationale de production électrique (toutes sources) Éthiopie 726 30,9 4,3 % Kenya 1143 159,2 13,9 % Malawi 238 56,5 23,7 % Soudan 755 156,9 20,8 % Swaziland 128 185,0 144,5 % Tanzanie 881 97,8 11,1 % Ouganda 303 46,0 15,2 % Total 4174 732,4 17,5 % Sources : Deepchand, 2002 ; Karekezi et Kimani, 2002. eia.doe.gov/… Lire la suite de cette fiche : Les succès et les limites des filières renouvelables (1) Ce second groupe approuve une définition plus large de l’hydraulique, qui englobe la petite hydraulique et la micro-hydraulique, et encourage une approche plus diversifiée dans le développement du secteur électrique de l’Afrique. (2) L’AIE juge que les données sur le secteur de la biomasse énergétique en Afrique sont de mauvaise qualité (AIE, 2003). Il est urgent de redoubler d’efforts pour améliorer les bases de données sur la biomasse énergétique dans la région. Sources: base.d-p-h.info/fr/fiches/dph/fiche-dph-7422.html Les 5 familles d’énergies renouvelables avril 28 2011 Infos : , ajouter un commentaire L e B . A . B A Voici un panorama des énergies renouvelables. Ce sont des énergies inépuisables.Fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la Terre, les chutes d’eau, les marées ou encore la croissance des végétaux, leur exploitation n’engendre pas ou peu de déchets et d’émissions polluantes.Ce sont les énergies de l’avenir. Aujourd’hui,elles sont sous-exploitées par rapport à leur potentiel. Ainsi, les énergies renouvelables couvrent seulement 20 % de la consommation mondiale d’électricité. Quel est l’intérêt d’exploiter les énergies renouvelables ? • En utilisant les énergies renouvelables,on lutte contre l’effet de serre, en réduisant notamment les rejets de gaz carbonique dans l’atmosphère. • En développement dans le monde entier,les énergies renouvelables permettent de gérer de façon intelligente les ressources locales et de créer des emplois. On qualifie les énergies renouvelables d’énergies “flux” par opposition aux énergies “stock”, elles-mêmes constituées de gisements limités de combustibles fossiles : pétrole, charbon, gaz, uranium. Le solaire photovoltaïque Des modules solaires produisent de l’électricité à partir de la lumière du soleil. Ils alimentent des sites isolés ou le réseau de distribution général. L’intégration à l’architecture est l’avenir du photovoltaïquedans les pays industrialisés. Le solaire thermique Les capteurs solaires produisent de l’eau chaude sanitaire. Ils peuvent être aussi utilisés pour le chauffage, idéalement par le sol.Plusieurs dizaines de millions de mètres carrés de capteurs sont installés dans le monde.Les capteurs solaires dits “haute température” produisent de l’électricité par vapeur interposée : quelques grandes centrales de ce type existent dans le monde. L’éolien Les aérogénérateurs, mis en mouvement par le vent, fabriquent des dizaines de millions de mégawattheures. Utile dans les sites isolés,cette électricité alimente aussi les grands réseaux de distribution. Les éoliennes mécaniques servent à pomper de l’eau dans de nombreux pays. L’hydraulique La petite hydroélectricité Elle désigne les centrales ne dépassant pas 10 MW de puissance. Des turbines installées sur les cours d’eau utilisent la force motrice des chutes pour générer de l’électricité. Celle-ci est injectée dans le réseau ou alimente des sites qui n’y sont pas raccordés. Les petites centrales avec les grands barrages et les usines marémotrices forment la filière hydraulique, deuxième source d’énergie renouvelable dans le monde. La biomasse (masse des végétaux) réunit le bois, la paille,les rafles de maïs, le biogaz et les biocarburants : Le bois énergie représente 14 % de la consommation énergétique mondiale. Issu des déchets de la forêt ou des industries du bois, il est brûlé pour produire de la chaleur. Le biogaz est issu de la fermentation des déchets organiques. Sa combustion produit de la chaleur, mais également de l’électricité par cogénération. Les biocarburants proviennent de plantes cultivées (tournesol, betterave, colza…). Le biodiesel (ou ester méthylique d’huile végétale, EMHV), l’éthanol, et son dérivé, l’éthyl-tertio-butyl-ether, l’ETBE sont les plus courants. Il sont mélangés à de l’essence ou à du gazole. La géothermie Cette énergie utilise la chaleur du sous-sol. Avec une température moyenne ou faible,on chauffe des locaux, alors qu’une température élevée permet de produire de l’électricité par vapeur interposée. Sources: observ-er.org/f-energies_renouvelables.asp Production et usage de biogaz dans 4 communes de la région de Kayes avril 28 2011 Infos : , ajouter un commentaire Le biogaz est-il une alternative viable comme source d’énergie domestique des populations rurales ? Le projet pilote lancé par l’ONG AMCFE semble le démontrer avec succès. En tirant les leçons de cette expérience, l’usage de biogaz pourrait être étendue à d’autres zones. Des idées innovantes et des techniques appropriées pour une expérimentation pas à pas menée avec les populations. Des constats au projet La région de Kayes est située dans la bande sahélienne. Elle est menacée par l’avancée du désert et la diminution des ressources ligneuses engendrée par l’évolution des conditions naturelles et par la pression démographique. Les besoins des populations pour l’énergie domestique (bois de chauffe surtout) sont toujours plus grands et leurs ressources sont limitées. Actif dans cette zone depuis plusieurs années, l’AMCFE est une ONG constituée en 1990 majoritairement composée de biologistes, d’environnementalistes, de géographes, de zootechniciens et autres professionnels du développement rural. De 2001 à 2003, l’AMCFE a notament conduit le projet de gestion durable des ressources naturelles du Lac Magui dans la région de Kayes. Plusieurs constats se sont imposés, notamment la forte pression humaine sur les ressources ligneuses, les difficultés pour les femmes de s’approvisionner en combustibles ligneux, le coût élevé du bois de chauffe. Par ailleurs, il y a une grande abondance de déjections animales et de points d’eau. L’AMCFE a voulu expérimenter un projet pilote sur le biogaz pour tenter de répondre à ce problème. Le biogaz, il faut le noter, est ce gaz obtenu suite à la fermentation méthannique des matières organiques. Il s’agit de la biomasse animale, végétale, d’ordures ménagères… Ces matières organiques se décomposent sous l’action conjuguée de micro-organismes (en milieu anaérobie). Par conséquent, il se produit d’une part, un mélange de gaz combustible appelé biogaz (75% de méthane, 15% de CO2 , etc.), d’autre part, un digestat appelé compost (riche en éléments fertilisants pour les champs). Pour devenir une solution durable, il faut notamment que les populations soient convaincues du bien fondé d’utiliser le biogaz, en perçoivent les avantages et peuvent maîtriser les différentes opérations liées à la production et à l’utilisation du biogaz. Pour réaliser ce projet pilote, l’AMCFE a mobilisé le fonds pour l’environnement des Nations Unies (PPS/FEM) ainsi que les populations locales. C’est ainsi que le FEM a apporté 85 % du budget du projet (soit 26 288 909 Fcfa), les populations ont contribué pour 10 % (soit une valeur estimée à 9 576 325 Fcfa) et l’ONG AMCFE pour 2 590 000 Fcfa. Le projet s’est déroulé sur quatre communes du cercle de Kayes (Koniakary, Ségala, Séro et Maréan Diombougou). Les objectifs affichés du projet étaient : - la satisfaction des besoins énergétiques grâce à l’usage du biogaz au travers de la cuisson des repas, de la réfrigération, de l’éclairage, etc en faveur des populations bénéficiaires, - la régénération de la couverture végétale par la réduction des pressions humaines sur les ressources ligneuses, - l’éveil de conscience des populations locales à majorité analphabète, - l’amélioration du temps et de conditions socio-sanitaires de cuisine des repas pour les familles bénéficiaires, - l’augmentation des revenus monétaires par les petits commerces (du jus sucré et d’eau glacée, etc.) liés aux réfrigérateurs connectés au biogaz, - l’augmentation de l’épargne familiale par la réduction de l’achat du bois de chauffe, - l’amélioration du rendement des terres avec l’utilisation du compost, - l’amélioration globale du cadre de vie des populations cibles. Dans le cadre de ce projet, la fonction “cuisson des repas” a été privilégiée, l’utilisation du biogaz entraînant la diminution de la pression sur les ressources ligneuses, l’augmentation de l’épargne familiale par la réduction de l’achat de bois de chauffe, la diminution du temps et l’amélioration des conditions socio-sanitaires de cuisine des repas, ainsi que l’amélioration globale des conditions de vie des populations. Parmi les conséquences attendues, il faut noter une régénération du couvert végétal, un éveil de conscience des populations pour l’environnement, l’augmentation de revenus monétaires par les petits commerces (jus sucrée, eau glacée) liés aux réfrigérateurs connectés au biogaz. En outre, en utilisant le compost produit pour la fertilisation des sols, le rendement des terres est amélioré, ce qui entraîne une meilleure alimentation des populations et augmentation de leurs revenus liés au commerce des surplus produits. La mise en oeuvre du projet L’initiative a démarré par une large campagne d’animation et de mobilisation des populations des 4 communes concernées de janvier à mars 2005. Ces animations ont permis de bien présenter le projet et ses objectifs, de solliciter la participation des populations en proposant des critères de sélection des familles bénéficiaires, d’informer sur le rôle du biogaz dans la gestion des ressources naturelles, ainsi que les modalités de contributions des différents partenaires pour l’installation des digesteurs. Un cadre de concertation inter-villageois a été mis en place afin d’apaiser les tensions possibles entre les familles bénéficiaires et les autres. Les critères de sélection des familles ont été expliqués pour permettre d’établir une liste des familles capables d’assumer les engagements par rapport à la libération des contributions et à l’entretien du système. Il s’agit notamment de l’adhésion volontariste de la famille exprimant son besoin, de la facilité d’accès à la bouse animale (vache), de la disponibilité constante d’eau, des modalités de contributions ainsi que l’engagement par rapport à la gestion des digesteurs. Suite aux propositions des populations, les agents techniques ont procédé à des visites de contrôle et ont procédé à la désignation des ménages retenus. Ainsi, 18 familles correspondant aux critères pré-établis ont été finalement admises dans les 14 villages concernés par le projet. Le projet a d’abord installé deux digesteurs tests dans deux villages pour servir de démonstration. Suite à cette expérimentation, les autres digesteurs ont été construits. Ce sont des digesteurs souterrains (multiformes et multidimensionnels) et construits avec de petites briques en ciment. Le gaz produit est stocké dans une cloche métallique flottante appelée gazomètre. Ce gazomètre est communiqué aux foyers par un raccord plastique souterrain. Dans cette perspective, les bénéficiaires ont été formés à l’utilisation et à l’entretien du gazomètre. Pour la construction des digesteurs, le projet a pris en charge tous les matériaux de construction et les accessoires de l’installation (ciment, sable, gravier, fer à béton, raccord, gazomètres, foyers, gants, instruments de mesure, etc.), la famille bénéficiaire a recruté des ouvriers et maçons pour faire les briques, creuser la fosse du digesteur, construire le digesteur et assurer son alimentation régulière avec la bouse mélangée d’eau. En choississant ces techniques de production et de manipulation du biogaz, l’AMCFE a été attentive à l’utilisation de matériels facilement transformables, notamment des matériaux de construction (sable, gravier, ciment, etc.) et la disponibilité des matières premières (biomasses animales et eau). L’AMCFE a fait recours à une équipe spécialisée pour la construction des digesteurs de type familial, qui ont aussi formé les populations à l’entretien des équipements et à la gestion du biogaz produit. Lors de la mise en oeuvre du projet, quelques difficultés ont été rencontrées. Les équipements utilisés pour la construction des digesteurs ont coûté chers. Au départ du projet, ces matériaux et expertises étaient supposés être disponibles dans la région. Toutefois, les constructeurs métalliques de la région ne disposaient pas de compétences techniques à l’époque pour fabriquer un gazomètre. L’ONG a été obligé d’avoir recours à ceux de Bamako dont les frais et le coût de transport sont assez élevés. Ce manque de main d’oeuvre qualifiée s’est aussi fait sentir pour les techniciens sollicités ; l’ONG a dû faire appel à des techniciens venus de Bamako pour la circonstance. Au niveau du gaz produit, il faut noter qu’il y a eu des problèmes de stockage du gaz ; tout le gaz produit ne pouvant être utilisé par les familles bénéficiaires. Elles ont souvent été obligées d’ouvrir les vannes afin de permettre au gaz produit de s’échapper pour éviter l’explosion du gazomètre, surtout en période de chaleur. Malgré ces difficultés, qui peuvent être résolues par la formation de techniciens et d’artisans locaux ainsi que par l’utilisation de réserves de stockage, plusieurs succès ont été enregistrés. L’utilisation du biogaz pour la cuisson s’est révélé économique pour les familles qui n’ont eu moins besoin d’acheter du bois de chauffe ; celle-ci a été réduite de plus de 50% dans les ménages disposant d’un digesteur. Les familles réalisent une économie de 500 fcfa par jour, ce qui représente une bonne somme dans un milieu où les ressources monétaires sont limitées. L’extension de l’utilisation du biogaz à la réfrigération, expérimentée dans un village, permet d’améliorer la conservation des aliments et d’envisager des petites activités génératrices de revenus, telles que l’eau glacée, les jus, autres produits agro-alimentaires. La diminution des coupes de bois pour la consommation des ménages a entraîné la regénération des végétations et aussi un éveil de conscience des populations sur les questions environnementales. Ces actions, bien que modestes, contribuent à préserver la bio-diversité, à assurer l’assainissement et à protéger les sols. Le compost a été utilisé comme fertilisant pour les productions agricoles. Peuvent témoigner de la concrétisation de ce projet, les populations, les élus des commune de Séro, Marena Diombougou, Ségala et Koniakary, ainsi que les agent des ONG Stop Sahel et GRDR. Les installations de biogaz de Koniakary et de Ségala sur l’axe Kayes Diéma sont faciles à inspecter ; elles sont situées non loin de la route. Il y a un grand engouement des populations des 4 communes et environnants qui viennent régulièrement visiter les unités de production de biogaz et souhaitent être associés au projet. Les perspectives… Suite aux résultats obtenus par le projet pilote, l’ONG ambitionne d’étendre le dit projet à l’ensemble de la région de Kayes. Des démarches auprès de l’Agence Malienne pour le Développement de l’Energie Domestique et l’Electrification Rurale (AMADER) sont en cours pour négocier une seconde phase de financement. Par ailleurs, l’AMCFE lance un appel à d’autres partenaires techniques et financiers intéressés par le dit projet pour la mise en oeuvre de cette seconde phase. L’intervention de l’Etat, qui pourrait faire la vulgarisation du biogaz par le biais de financement de projets et de subventions pour le matériel, pourrait contribuer efficacement à l’expansion de l’utilisation du biogaz à d’autres zones. En proposant une alternative viable pour les ménages et en démontrant sa capacité à être appliquée par des populations largement analphabètes, l’utilisation du biogaz a permis d’apporter en partie des solutions aux problèmes écologiques, économiques, énergétiques, agricoles, et de développement communautaire dans la région de Kayes. Cette initiative s’inscrit dans le champ du développement durable. Sources: initiatives-mali.info/spip.php?article875 Biogasmax, Un projet européen au service du développement durable… avril 25 2011 Infos : , ajouter un commentaire Les activités humaines et surtout les transports sont en partie responsables de l’accroissement de l’effet de serre et par conséquent du réchauffement de la planète. Pour faire face à cette problématique, une action clé sur le court terme consiste à augmenter l’utilisation de carburants alternatifs afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Pour son approvisionnement en énergie, l’Union Européenne est de plus en plus dépendante des carburants fossiles importés. Or : les ressources pétrolières sont limitées, la demande en énergie est en constante augmentation, les produits pétroliers proviennent de zones politiquement instables, le prix du pétrole est en constante hausse. Les émissions de gaz à effet de serre par les carburants fossiles contribuent au changement climatique. Cette situation complexe engendre d’importants risques écologiques et économiques pour la société. C’est pourquoi la Commission Européenne a engagé une série d’initiatives centrées pour la plupart sur le secteur des transports fortement dépendant du pétrole. Elle a par conséquent lancé un appel à projets liés aux biocarburants dans le cadre de l’initiative « Villes aux biocarburants » (Biofuel Cities). La combustion des carburants fossiles (essence, diesel, kérosène, gaz,…) disperse chaque année plus de 3 milliards de tonnes de CO2 dans l’atmosphère. L’utilisation du biogaz comme carburant (biométhane) permet de supprimer les rejets de fumées dans l’atmosphère et de réduire considérablement la pollution sonore. Avec le biométhane, les composés les plus nuisibles pour l’environnement (particules, hydrocarbures non méthaniques) sont absents. Par exemple, le fait d’utiliser du biométhane pour alimenter des bus entraîne une réduction de 95 % des particules émises, 99 % de composés soufrés et 70 % des oxydes d’azote par rapport au bus diesel. Le projet européen Biogasmax met en réseau, sur l’ensemble du territoire européen, les différentes expérimentations liées au biométhane afin de partager les expériences et mettre en place des pratiques d’excellence pour la gestion des transports urbains Le projet intégré BIOGASMAX a pour objectif d’agir sur les problèmes urbains associés à la pollution de l’air, de l’eau et la gestion des déchets. L’idée est donc de rentrer dans le cycle vertueux qui consiste à produire du biogaz à partir de différents déchets que les villes doivent, quoi qu’il en soit, gérer.Lors de ce processus, BIOGASMAX s’attèle à maîtriser les impacts économiques et écologiques afin de produire du carburant pour les transports sans dommage pour l’environnement.Les activités de recherche et de développement proposées dans le cadre du projet BIOGASMAX sont étroitement liées aux quatre principaux domaines d’activités techniques suivants : Production de biogaz à partir de différents types de déchets; Concentration du biogaz pour qu’il atteigne la qualité de carburant (biométhane); Distribution pour le transport et injection dans les réseaux de gaz naturel; Utilisation dans les véhicules pour augmenter le nombre de véhicules roulant au biométhane.