PASSER AU GAZ VERT: QUOI, COMMENT, OU ET POURQUOI?
Les installations restent les mêmes, mais dégagent bien moins de CO₂
La Belgique s'est fixé l'objectif d'une réduction de 35 % des émissions de gaz à effet de serre dans les secteurs non industriels d'ici 2030. Les énergies solaire et éolienne ne suffiront pas. De nombreuses voix s'élèvent donc en faveur de l'inclusion du gaz vert dans le bouquet énergétique en tant qu'alternative viable. Cela permettrait d'atteindre plus de 80 % de l'objectif de réduction des émissions de CO2. De plus, il n'exige aucune modification du réseau ou des appareils sanitaires ménagers. Il présente, en effet, les mêmes caractéristiques que le gaz naturel.
LE GAZ VERT, C'EST QUOI?
La définition du gaz vert est un gaz produit de façon durable. Contrairement au gaz naturel, le gaz vert n'est pas d'origine fossile, mais d'origine renouvelable. Aujourd'hui, il s'agit principalement de biomasse. Il peut s'agir d'origine végétale ou animale, mais la priorité doit être donnée à la biomasse qui ne peut plus être utilisée pour l'alimentation.
Le gaz vert comprend généralement le biogaz, le biométhane, le gaz de synthèse ou l'hydrogène vert. L'Union européenne travaille actuellement sur une définition stricte du gaz vert, qui inclut tous les critères à remplir. Afin d'établir clairement la distinction, nous définissons également le terme biogaz ci-dessous.
Biogaz en cogénération
Le biogaz est produit par fermentation de matières organiques (biomasse d'origine agricole, déchets ménagers et de jardin, déchets de l'industrie agroalimentaire, fumier, boues d'épuration, boues actives, …). Grâce aux bactéries et à la digestion anaérobie, cette matière organique, c'est-à-dire la biomasse, est transformée en gaz.
La composition chimique du biogaz est la suivante: 50 à 75% de méthane, 25 à 50% de CO2. Ce qui reste, se compose de vapeur d'eau, d'oxygène, d'azote et d'hydrogène sulfite.
En 2018, il y avait 220 usines de fermentation de ce type sur le territoire belge. En Europe, selon les chiffres de l'EBA (European Biogas Association), on en dénombrait 17.783 en 2017, dont 10.971 en Allemagne.
Le biogaz libéré sert principalement à produire localement de l'électricité et de la chaleur par cogénération (couplage chaleur-force, ou CCF) via une turbine à gaz.
Du biométhane dans le réseau de gaz naturel
Pour être capable et avoir l'autorisation de l'injecter efficacement dans le réseau de gaz, le biogaz doit toutefois passer par une étape supplémentaire d'épuration. Le CO2 est en fait un gaz inerte et son pouvoir calorifique est trop faible. Afin d'atteindre le pouvoir calorifique minimal et l'indice de Wobbe, la teneur en méthane doit atteindre environ 96%.
Après épuration dans le biométhane, le gaz vert a en grande partie les mêmes qualités que le gaz naturel et peut être injecté dans le réseau de gaz naturel (voir tableau ci-dessous). Cette injection offre un rendement élevé: plus de 90% de l'énergie est valorisée, alors que celle des cogénérations est limitée entre 40 et 80%. Comme dans le cas du gaz naturel, une odeur est ajoutée au gaz, ce qui permet de détecter plus facilement les fuites.
La liste complète se trouve dans le document "G8/01 Prescriptions Biométhane" de Synergrid
Depuis novembre 2018, nous disposons du premier et, pour l'instant, du seul site d'injection en Belgique à Merksplas. Il existe 540 installations de biométhane en Europe, dont l'Allemagne détient à nouveau la majeure partie (195 installations). Ensemble, ces installations produisent 19.352 GWh, soit 1,94 milliard de m³ de biométhane en Europe. L'EBA estime que le potentiel de biométhane d'ici 2030 serait de 50 milliards de mètres cubes, soit 10 % de la consommation actuelle de gaz naturel.
Gaz de synthèse à base d'hydrogène
Le gaz de synthèse est une autre histoire. Au lieu d'utiliser un procédé de fermentation, la biomasse est gazéifiée. Pour ce faire, elle est chauffée à des températures très élevées dans un environnement pauvre en oxygène.
Le gaz hydrogène obtenu se compose principalement d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Comme la densité n'est que la moitié de celle du gaz naturel, il devra être 'méthanisé' pour pouvoir servir de biométhane. Lorsqu'il a passé cette étape, il peut également être considéré comme une forme de gaz vert.
L'HYDROGÈNE: UNE CATÉGORIE À PART
Outre le gaz vert, on attend beaucoup de l'hydrogène comme source d'énergie à l'avenir, notamment pour transporter les excédents d'électricité renouvelable à moindre coût et les stocker à long terme.
Méthanisation
Aujourd'hui, comme indiqué plus haut, la plupart des applications se limitent à une méthanisation plus poussée en gaz de synthèse, de sorte qu'il peut être utilisé dans les mêmes réseaux et installations que le biométhane. Il est également possible d'ajouter 5 à 10 % d'hydrogène dans un flux gazeux sans impact.
Utilisation complète
Comme l'hydrogène possède des propriétés (de combustion) différentes de celles du gaz naturel, il n'est pas possible de le distribuer sous forme pure ou en concentration élevée. De plus, c'est la molécule la plus légère et la plus petite de toutes, ce qui comporte aussi des risques en termes de densité. Une pleine utilisation de l'hydrogène nécessiterait donc des dispositifs adaptés et des modifications au réseau actuel, bien qu'il existe déjà un réseau d'hydrogène de 600 km dans notre pays (à titre de comparaison, le réseau de gaz naturel couvre 55.000 km).
Dans tous les cas, la recherche sur le potentiel de l'hydrogène et du chauffage bat son plein.
A QUOI S'APPLIQUE LE GAZ VERT ?
En Belgique, le gaz naturel est surtout utilisé pour la combustion : chauffage central, eau chaude sanitaire, procédés industriels, ...
Il peut également être utilisé comme matière première dans l'industrie chimique et pour les transports tels que le GNL ou le GNC. Le gaz vert a la même flexibilité et plus encore. Il peut même être utilisé pour produire de l'électricité.
POURQUOI UTILISER DU GAZ VERT ?
Un impact environnemental réduit
Le passage du gaz naturel au gaz vert apporterait d'abord et avant tout des avantages environnementaux considérables. Selon les chiffres de la directive sur les énergies renouvelables, les émissions de CO2 peuvent être réduites jusqu'à 200 % sur l'ensemble du cycle de production de gaz vert. En effet, le CO2 peut être récupéré et les émissions de méthane peuvent être évitées.
Si ces objectifs peuvent être développés à court terme, les objectifs climatiques à l'horizon 2030 seront réalisables. Le secteur du gaz vert pourrait donc, à lui seul, permettre d'atteindre plus de 80 % de l'objectif de réduction de CO2.
Un potentiel énorme
Assez de potentiel pour être utilisé en Belgique, en tout cas. Nous disposons de 42,9 millions de tonnes de déchets organiques. Ceux-ci pourraient produire 18,5 TWh de biogaz et 38,7 millions de tonnes de digestat (engrais organiques).
Le fumier de bétail peut également servir de matière première au gaz vert. Ces flux de matériaux permettraient d'éviter 2 millions de tonnes de CO2 par an et de produire 5,5 TWh d'énergie, soit 1,2 million de tonnes de CO2 économisée en remplaçant le gaz naturel. Cela représente les émissions du chauffage résidentiel d'un million de Belges.
Une énergie gérable
Un autre avantage est qu'une installation de biogaz fonctionne en moyenne 90% du temps, ce qui signifie que l'énergie produite est supérieure à une puissance installée identique d'énergie éolienne ou solaire.
De plus, le stockage est relativement simple: notre infrastructure gazière nous permet de stocker plus d'énergie verte que 600 millions de piles domestiques.
En d'autres termes, une installation de biogaz est synonyme d'énergie gérable qui peut être stockée pendant une longue période.
Création d'emplois
Enfin, le projet Merksplas montre que l'utilisation du biométhane peut réduire considérablement la dépendance vis-à-vis du marché international de l'énergie. Un autre avantage est qu'il crée de nouveaux emplois à l’échelle locale. On estime qu'un revirement dans ce sens – qui implique des investissements importants – pourrait créer au moins 5.000 emplois supplémentaires grâce à l'évitement d'importations d'énergie coûteuses (360 millions d'euros par an).
COMMENT PASSER AU GAZ VERT?
Aucune modification nécessaire
Le gaz vert (sous forme de biométhane) ayant les mêmes propriétés que le gaz naturel, il n'a pas d'incidence sur le réseau, ni sur les installations de chauffage domestiques. En d'autres termes, il peut être injecté pur à 100 % dans le réseau et peut être utilisé 100 % pur pour des applications locales, par exemple. Dans la pratique, le gaz naturel et le gaz vert se mélangeront dans les années à venir.
Le site produit du compost, du biogaz et du biométhane
Coût
Pas besoin donc de transformations radicales du réseau de gaz naturel ou des installations sanitaires que l'on retrouve dans tous les ménages, en d'autres termes. Alors, pourquoi ne pas changer tout de suite?
Le plus grand obstacle à l'heure actuelle, c'est le prix du gaz. On estime que la production de biométhane est trois à quatre fois plus coûteuse que celle du gaz naturel. En l'absence de mesures financières, comme une taxe carbone, de nombreux acteurs considèrent encore l'investissement comme trop élevé.
Garanties d'origine et de durabilité
Un autre défi est la certification de la production de gaz vert. Comme il présente à peu près les mêmes caractéristiques que le gaz naturel, il faut créer un système permettant d'enregistrer et de tracer de A à Z l'ensemble du flux: certificats de garantie d'origine ou de gaz vert.
Mais cela ne suffit pas. Il doit également être possible d'évaluer la durabilité du gaz vert par rapport à d'autres combustibles de substitution ou sources d'énergie. Il faut donc aussi garantir la durabilité.
Un système non contraignant de certification du gaz vert a déjà été mis au point avec le Registre du gaz vert. En coulisse, les Régions travaillent actuellement en priorité sur un système de garanties d'origine. Ce cadre devrait également être mis en place d'ici 2021.
Merci à gas.be, IOK et OWS
