GNV, gaz carburant pour une mobilité durable
Économiques et écologiques, le Gaz Naturel Véhicule (GNV) et le BioGNV connaissent actuellement un essor important au sein des collectivités (bus urbains et bennes à ordures) et du secteur des transports lourds. Découvrons ensemble quelles sont les caractéristiques de ce gaz carburant, ses modes de production, ses avantages et ses usages au quotidien.
Qu’est-ce que le Gaz Naturel Véhicule (GNV) ?
Le Gaz Naturel Véhicule (GNV) est un gaz naturel – comparable à celui utilisé dans une chaudière à gaz – exploité comme carburant de véhicules à moteur.
Ce mélange gazeux, constitué à plus de 97% de méthane (CH4), alimente des moteurs à explosion qui produisent de l’énergie cinétique assurant l’effet de roulement des véhicules.
Le GNV peut se présenter sous deux formes :
► une forme gazeuse, sous le nom de GNC (Gaz Naturel Comprimé),
► une forme liquide, sous le nom de GNL (Gaz Naturel Liquéfié).
Bon à savoir : en général, le GNC est stocké sous une pression de 200 bars dans des réservoirs spécifiques du véhicule et le GNL est conservé dans des réservoirs cryogéniques à environ -160 °C et à une pression de quelques bars.
Comment est produit le GNV ?
Il existe deux principaux modes de production du GNV :
► par extraction du gaz naturel depuis des gisements en sous-sols : le gaz naturel est récolté par forage et pompage, purifié puis transporté par gazoducs ou navires méthaniers jusqu’au pays importateur.
► par méthanisation : procédé consistant à produire du gaz par la fermentation de déchets végétaux, alimentaires ou sanitaires placés dans des méthaniseurs et brassés à 37°C. Après filtration et épuration, on obtient du BioGNV, un gaz 100% renouvelable dont les propriétés sont comparables au GNV.
Bon à savoir : la méthanisation est une filière très jeune dont la production reste encore faible par rapport à la consommation globale. Mais la filière est très dynamique, elle permettra de dépasse l’objectif inscrit dans la loi de 10 % gaz renouvelable à horizon 2030.
Quels sont les avantages du GNV ?
Écologique
Le GNV permet de réduire notre empreinte écologique et améliorer la qualité de l’air avec 95 % de particules fines et 50 % d’oxydes d’azote (NOx) en moins par rapport au seuil de la norme Euro VI.
Le GNV rejette moins de CO2 que l’essence (-25 %) ou le diesel (-10 %). Quant au BioGNV, il est encore plus propre puisqu’il présente une réduction de 80% des émissions de CO2 par rapport à un véhicule diesel de génération équivalente. En Analyse de cycle de vie, les émissions de CO2 du véhicule roulant au bioGNV son même comparable voire plus faible que celle des véhicules électriques même avec une électricité très décarbonnée comme en France.
Économique
Le Gaz Naturel Véhicule est un carburant économique puisque son coût est en moyenne de 20 % inférieur à celui du diesel. Il dispose de plus d’une fiscalité avantageuse et d’aides publiques en raison de ses avantages environnementaux
Technologique
Le GNV est une technologie en constante amélioration offrant une autonomie urbaine et extra-urbaine importante (de 500 à 800 km pour les véhicules lourds GNC jusqu’à 1 500 km pour les véhicules GNL). Ce carburant a d’autres atouts indéniables pour les communes : beaucoup moins d’émissions de gaz à effet de serre, aucune odeur et un bruit réduit de moitié par rapport à un moteur diesel.
Utilisation du GNV : les véhicules lourds dominent le marché
Depuis plusieurs années, poussé par des politiques publiques favorables, le GNV connaît un essor important.
En 2020, d’après l’Association Française du Gaz Naturel Véhicule (AFGNV), 26 millions de véhicules dans le monde rouleraient au GNV dont plus de 22 000 en France. Le nombre des nouvelles immatriculations est en croissance constante, comme celui des points d’avitaillements ou des modèles de véhicules disponibles.
« Depuis 2014, les immatriculations des véhicules lourds au GNV augmentent en moyenne de 20% par an. En 2019, l’augmentation a été de 26% » précise l’AFGNV. Une belle progression est également constatée par l’association sur le segment des véhicules utilitaires légers.
En marge du du transport routier, en plein développement sur ce carburant, les collectivités exploitent de plus en plus le GNV pour l’alimentation des bus urbains et des camions-bennes.
À noter : en France, 10 % des bus et des bennes à ordures fonctionneraient au GNV et plus de 60% des villes de plus de 200 000 habitants ont adopté le GNV ou BioGNV pour le transport collectif.
GNL, gaz carburant une source d’énergie d’avenir pour le transport routier et maritimeour une mobilité durable
Le gaz naturel liquéfié (GNL) est tout simplement du gaz naturel transformé à l’état liquide par cryogénie à environ -160 °C. Pratique sous cette forme pour le stockage et l’acheminement du gaz naturel dans les pays consommateurs, le GNL est aussi une source d’énergie finale performante, économique et écologique. Ce gaz devrait jouer un rôle de plus en plus important à l’échelle mondiale et notamment comme carburant routier et maritime.
Qu’est-ce que le gaz naturel liquéfié ?
Le gaz naturel liquéfié (ou GNL) est du gaz naturel condensé sous forme liquide après cryogénie à une température d’environ – 160°C, à pression atmosphérique normale.
Le GNL est principalement composé de méthane (à plus de 90 %) mais comprend aussi une quantité marginale d’éthane et d’hydrocarbures inertes. Le GNL est un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif, non toxique et peu inflammable.
Sous sa forme liquide, le gaz naturel à un volume 600 fois inférieur à sa forme gazeuse, pour un pouvoir calorifique équivalent. Cette liquéfaction permet de simplifier son stockage et son transport par voie maritime.
Bon à savoir : en 2019, environ 12 % du gaz naturel produit dans le monde était acheminé sous forme liquide
Comment est produit le GNL ?
Pour optimiser son stockage et faciliter son transport, le gaz naturel est condensé en gaz naturel liquéfié (GNL) avant d’être acheminé par voie maritime sur des navires méthaniers.
Plusieurs étapes sont nécessaires pour transformer le gaz naturel, extrait des gisements, en gaz naturel liquéfié (GNL) :
► L’épuration : cette opération consiste à éliminer tout le dioxyde de carbone, le sulfure d’hydrogène et autres éléments soufrés qui peuvent endommager les infrastructures.
► La déshydratation : il s’agit de supprimer l’eau du gaz, afin d’éviter la formation d’hydrates de méthane qui peuvent bloquer les rouages. On se débarrasse également de toute trace de mercure, un composé toxique qui peut ronger les éléments métalliques.
► Le prérefroidissement : on refroidit le gaz naturel à une température proche de -30 °C afin d’isoler les hydrocarbures et les GPL (Gaz de pétrole liquéfiés) comme le propane et le butane.
► La liquéfaction : enfin, on comprime le gaz, on le refroidit à pression constante avant de le détendre. Ce processus est reproduit à deux ou trois reprises dans des colonnes frigorifiques dans lesquelles la température avoisine les -160 °C. Le gaz en sort alors entièrement liquide, à pression atmosphérique normale.
À noter : l’opération de liquéfaction est énergivore car une usine de liquéfaction utilise du gaz qui lui est livré pour assurer son propre fonctionnement
À la suite de la liquéfaction, le GNL est stocké sous forme liquide, puis transporté par méthanier dans des réservoirs cryogéniques. Il est ensuite regazeifier pour être injecté dans les réseaux pour transporte par camions équipes de cuves adaptés pour être acheminer chez les clients.
Quels sont les avantages du gaz naturel liquéfié ?
Écologique
La combustion du GNL qui du gaz naturel, ne produit ni fumée, ni suie, ni poussière mais uniquement de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone en faible quantité. Ainsi, cette filière garantit une réduction importante des émissions de CO2 par rapport au charbon (-45 %), au fioul (-27 %) et au GPL (-14 %). Elle présente également une réduction de 90 % des émissions de dioxyde de soufre et de 40 % d’oxydes d’azote par rapport au fioul lourd.
Économique
Le GNL est moins cher que les autres combustibles fossiles avec un coût relativement stable (on constate par exemple 15 à 25% d’économies par rapport au fioul lourd). On constate par ailleurs des économies de maintenance des chaudières car le GNL n’encrasse pas autant les installations que le fioul lourd.
Performante
Le GNL est une énergie performante. Elle a un pouvoir calorifique supérieur (PCS) moyen de 11,75 kWh/m3
Les différentes utilisations du GNL
Une fois arrivé dans son pays consommateur, le gaz naturel liquéfié (GNL) a de nombreux usages possibles :
► Source d’approvisionnement d’appoint du réseau de gaz naturel : le GNL peut être stocké, regazéifié et injecté dans les réseaux de distribution de gaz naturel en fonction des besoins.
► Source d’énergie pour les communes et les industries isolées : le GNL peut alimenter des installations industrielles ou des localités isolées non reliées au réseau de distribution de gaz naturel ( pas d’exemple en France de localités à ma connaissance , très fréquent en Espagne). Alternative plus économique au fioul, au GPL ou au charbon, le GNL permet également aux industriels d’être plus respectueux de l’environnement.
► Carburant routier terrestre : le GNL s’avère être une solution intéressante dans le secteur des transports lourds (bus et camions) pour réduire les émissions de polluants atmosphériques.
► Carburant marin : le GNL peut être utilisé pour alimenter les navires, en alternative aux fiouls lourds, responsables de près de 14% des émissions mondiales de soufre dans l’atmosphère. Le GNL devient une source d’énergie prometteuse pour assurer la conformité des flottes maritimes aux seuils de soufre marin. De plus, le GNL est économique et a une très bonne efficacité énergétique.
Bon à savoir : par rapport aux fiouls lourds, le GNL réduit de 25 % les émissions de dioxyde de carbone (CO2), de 90 % les émissions d’oxydes d’azote et de 100 % les émissions de dioxydes de soufre et de particules fines.
Le carburant GPL, une solution de mobilité alternative économique
Economique et plus respectueux de l’engagement, le GPL contribue au développement d’une mobilité durable en France et Europe. Découvrons ensemble quelles sont ses caractéristiques, ses avantages et son usage au quotidien comme carburant
Qu’est-ce que le GPL ?
Le GPL est un mélange de butane et de propane. Constitué d’atomes de carbone et d’hydrogène, il est liquide à faible pression, ce qui facilite ainsi son transport et son stockage.
Pour 70% des cas, ces deux gaz proviennent des champs de gaz naturel. Pour le reste, ils sont issus du raffinage.
Aujourd’hui, les gaz butane et propane peuvent aussi être d’origine renouvelable, produits à partir de matières organiques. Pour le carburant alternatif GPL d’origine renouvelable, on parle alors de BioGPL.
Quels sont les avantages du GPL ?
Accessibilité
Le carburant GPL est disponible sur tout le territoire français, dans plus de 1 650 stations-services. Il faut rarement compter plus de 60 kilomètres entre deux stations : pas d’inquiétude donc pour faire le plein ! Saviez-vous d’ailleurs que faire un plein de carburant GPL est tout aussi rapide et facile qu’un plein classique ?
Le carburant GPL : que des avantages !
Sur le plan économique …
► Les véhicules GPL peuvent bénéficier d’un stationnement gratuit ou de tarifs préférentiels en raison de leurs qualités environnementales. Grâce au “disque vert”, par exemple, les conducteurs de voitures roulant au GPL peuvent profiter de 1H30 à 2H de stationnement gratuit.
► Dans presque toutes les régions, les véhicules GPL peuvent également être exonérés jusqu’à 100% de certificat d’immatriculation
► Le GPL est l’un des carburants les moins chers en France grâce à une Taxe Intérieure de Consommation sur les Produits Energétiques (TICPE) basse. En 2019, le GPL, qui figure parmi les moins chers du marché était à 0,84€/litre. Le budget annuel du carburant GPL est en moyenne inférieur de 30% par rapport à l’essence.
► Pour les professionnels, ce carburant alternatif présente aussi des avantages comme la récupération de la TVA sur le carburant et l’exonération de la taxe sur les véhicules de société pendant 3 ans
Bon à savoir : Ce carburant est l’énergie alternative la plus utilisée en France, avec plus de 200 000 automobilistes roulant au GPL.
… et écologiques
► Le carburant GPL émet en moyenne 15 à 20% de CO2 en moins que l’essence
► La combustion du GPL n’émet pratiquement pas de particules fines et permet la diminution significative des émissions de NOx (oxyde d’azote), tous deux nocifs pour la santé
Bon à savoir : Les véhicules GPL héritent automatiquement de la vignette Crit’Air 1, quelle que soit l’année d’immatriculation, ce qui leur permet de circuler dans toutes les situations, y compris lors de l’entrée en vigueur d’un arrêté préfectoral pour pic de pollution.
Comment rouler au GPL ?
Deux options s’offrent à vous si vous souhaitez rouler au GPL : acheter un véhicule GPL neuf ou d’occasion ou équiper votre véhicule essence actuel.
Acheter un véhicule GPL neuf ou d’occasion
En neuf, l’achat d’un véhicule GPL vous coûtera sensiblement le même prix qu’un véhicule essence, et même moins cher qu’un véhicule diesel ! Une conduite donc abordable et économique à tout point de vue, sans rogner sur les performances, la sécurité, le volume du coffre… Des constructeurs proposent des gammes de véhicules GPL neufs et de nombreux modèles sont aussi disponibles sur le marché de l’occasion, il n’y a plus qu’à choisir le modèle qui vous convient !
Equiper un véhicule essence au GPL
Saviez-vous qu’il était possible d’équiper votre véhicule essence au GPL via l’installation d’un système spécifique ? Si votre véhicule fonctionne bien et qu’il bien entretenu, cette transformation devra être réalisée par des installateurs spécialistes du GPL. Vous pourrez ensuite bénéficier de la vignette Crit’air 1.
Le gaz vert, une énergie renouvelable d’avenir
D’après la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte promulguée en août 2015, 10% du gaz consommé en France devra être d’origine renouvelable d’ici 2030. Dans ce contexte, la production d’énergies renouvelables est en plein essor sur notre territoire, à commencer par le gaz vert (ou biogaz). Découvrons ensemble comment cette filière est-elle produite, utilisée et quels en sont les enjeux et les impacts économiques et écologiques ?
Qu’est-ce que le gaz vert ?
Le gaz vert, également appelé biogaz, est un gaz produit à partir de la fermentation de matières organiques provenant de divers intrants :
► des déchets ménagers,
► des déchets agricoles (lisiers, déjections animales),
► des boues de stations d’épuration,
► certains déchets de l’industrie agroalimentaire (par exemple, les graisses animales).
La composition du gaz vert varie en fonction du type d’intrant et de son traitement. Mais, généralement, le biogaz est essentiellement composé de gaz carbonique inerte, de méthane (représentant 50 à 70% de sa masse), de sulfure d’hydrogène ; d’eau et d’impuretés diverses.
Comment le biogaz est-il produit ?
Le biogaz est obtenu par méthanisation, un processus de dégradation de matières organiques par des bactéries en absence d’oxygène.
La production de biogaz se décompose en quatre étapes :
► Collecte : les déchets organiques sont triés et stockés dans des cuves appelées méthaniseurs ;
► Méthanisation : les déchets organiques sont chauffés à 37°C et brassés pendant un à deux mois. Leur fermentation génère en fond de cuve un dépôt, le digestat, et émet du biogaz, comparable dans sa composition au gaz naturel.
► Injection : par filtration et épuration du biogaz, on obtient du biométhane. Après une phase d’odorisation et de contrôle qualité, le biométhane peut être injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel.
► Valorisation : la méthanisation produit du digestat, un engrais naturel qui peut être épandu sur les terres agricoles et du biogaz qui, après traitement, peut directement produire de l’énergie électrique ou de la chaleur par combustion.
Quant au biométhane, il est injecté dans le réseau de distribution de gaz de ville pour une utilisation comparable au gaz naturel ou utilisé comme carburant dans des véhicules adaptés.
Bon à savoir : la France compterait plus de 700 installations produisant de l’électricité à partir de biogaz, correspondant à une puissance totale installée de 470 MW.
Quelles sont les différentes utilisations du biogaz ?
Le biogaz peut être utilisé pour tous nos besoins du quotidien, à savoir :
► L’électricité : par combustion, le biogaz permet de produire de l’électricité avec un très bon rendement, tout en générant moitié moins de rejets de gaz à effet de serre qu’une centrale électrique au charbon ou au gaz.
► Le chauffage : le biogaz peut être utilisé pour le chauffage domestique et d’infrastructures comme une piscine ou une serre.
► Carburant écologique : sous sa forme bio-GNV (gaz naturel pour véhicules) et BioGPL, le gaz vert peut être utilisé comme carburant. Il a l’avantage de n’émettre aucune particule fine et bien moins de CO2 que le diesel. Par reformage du biogaz, il est également possible de produire de l’hydrogène vert destiné à alimenter les véhicules à pile à combustible.
À noter : chaque tonne de déchets méthanisés peut générer 170 kWh d’énergie électrique et 340 kWh d’énergie thermique.
Biogaz : des enjeux économiques et écologiques
Le gaz vert est une alternative écologique et renouvelable au gaz naturel provenant d’énergies fossiles qui, elles, ne sont pas inépuisables. D’ailleurs, les ressources en gaz naturel pourraient être entièrement épuisées au cours du siècle prochain.
Or, d’après une étude de l’ADEME publiée en 2018, les ressources de biogaz sont tellement importantes que la production de gaz renouvelable en France pourrait couvrir l’ensemble de nos besoins à l’horizon 2050.
Les enjeux du gaz vert en faveur de l’environnement, du développement d’une agriculture durable et de l’économie circulaire sont considérables car la filière permet :
► De recycler de très grandes quantités de déchets de notre société de consommation ou des rejets agricoles tout en produisant une énergie renouvelable.
► De réduire de 10 à 30% nos émissions de gaz à effet de serre (CO2) et d’améliorer de fait la qualité de l’air.
► De générer un engrais naturel de très bonne qualité, le digestat, remplacer les engrais chimiques et favoriser la production agricole.
► De générer un complément de revenus pour les agriculteurs.
► D’encourager l’économie locale en favorisant le développement d’entreprises et la création de nombreux emplois.
Biométhane, une énergie 100% renouvelable alliée de la transition énergétique
Le biométhane est un gaz renouvelable issu de la méthanisation de déchets agricoles, industriels ou ménagers, et miscible à 100% avec le gaz naturel. Catalyseur des économies locales et écologiques, le biométhane joue un rôle majeur dans la réduction progressive des émissions de gaz à effet de serre et l’ambition d’une décarbonation totale des énergies à l’horizon 2050.
Qu’est-ce que le biométhane ?
Le biométhane est un gaz “vert” combustible produit principalement par la dégradation et la transformation de déchets organiques fermentescibles issus de l’industrie agro-alimentaire, de la restauration collective, de déchets agricoles et ménagers et de boues de stations d’épuration.
Comment est produit le biométhane ?
On distingue trois étapes majeures dans la production de biométhane :
► Tout d’abord, les déchets organiques sont triés, brassés et introduits dans une cuve cylindrique appelé méthaniseur (ou “digesteur”).
► Privés d’oxygène, ces déchets sont mélangés, chauffés et subissent l’attaque de micro-organismes. De cette fermentation apparaît le biogaz.
► Ce dernier est épuré de son CO2, de son sulfure d’hydrogène et éventuellement de l’eau présente. Doté de propriétés comparables au gaz naturel, il peut être injecté dans le réseau de transport ou de distribution après contrôle et odorisation par l’opérateur du réseau, ou transporter jusqu’à un point d’injection ou une station service bioGNV.
Bon à savoir : d’après Open Data, en août 2020, on compterait 155 installations d’injection de biométhane en France, pour une capacité de production s’élevant à 2,73 TWh/an.
Quels sont les différents usages du biométhane ?
Au quotidien, nous pouvons utiliser le biométhane de deux manières principales :
► soit comme source d’énergie pour le chauffage, la cuisson ou l’eau chaude sanitaire, après son injection dans le réseau de gaz naturel ;
► soit comme carburant (bioGNV) pour alimenter les véhicules fonctionnant au gaz naturel.
Bon à savoir : le bioGNV réduit de plus de 80% les émissions de gaz à effet de serre par rapport à l’essence et au gazole et bénéficie d’une autonomie de l’ordre de 400 à 700 km.
Quels sont les avantages et enjeux du biométhane ?
La filière biométhane génère de nombreuses externalités positives et participe au développement d’une économie circulaire territoriale où les déchets deviennent des ressources renouvelables.
Voici les principaux avantages de la filière biométhane :
► Elle est source de dynamisme économique avec la création d’emplois locaux et non délocalisables.
► Elle soutient les pratiques agricoles avec l’apport d’un fertilisant organique issu de la méthanisation (le digestat) et permet aux agriculteurs de mieux gérer leurs déchets d’élevage, tout en bénéficiant de leur valorisation.
► Elle permet enfin de produire une énergie 100% renouvelable et de réduire drastiquement les émissions de gaz à effet de serre.
Bon à savoir : le biométhane issu des procédés de méthanisation a une empreinte carbone estimée à 23,4 g de CO2 /kWh, soit dix fois moins que le gaz naturel.
Le développement de la filière biométhane est encouragé par la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte qui fixe comme objectif de porter la part du gaz renouvelable à 10% de la consommation de gaz en France d’ici 2030.
La pyrogazéification, une filière énergétique performante et complémentaire de la méthanisation
Comme la méthanisation, la pyrogazéification est un procédé naturel de fermentation permettant de produire du biométhane de synthèse, une énergie renouvelable non fossile proche de la neutralité carbone. Cette filière, aisément stockable, s’adapte parfaitement aux besoins énergétiques locaux et constitue un élément clé de la dynamique économique des territoires. Complémentaire des autres énergies renouvelables, la pyrogazéification contribue à la transition écologique.
Qu’est-ce que la pyrogazéification ?
La pyrogazéification est un processus naturel de fermentation des déchets qui produit un gaz renouvelable, le biométhane de synthèse.
La pyrogazéification repose sur de la biomasse sèche, à savoir une grande variété de ressources difficilement valorisables : résidus de bois, bois non dangereux de démolition (portes, fenêtres, vieux meubles, panneaux d’industrie, etc) et “combustibles solides de récupération” (CSR).
Une fois récoltés et triés, ces déchets sont chauffés à très haute température (de 800 à 1 500 degrés), en présence d’une faible quantité d’oxygène. S’en suit une conversion des déchets en gaz à l’exception d’un résidu solide.
Bon à savoir : la pyrogazéification est une technique ancienne utilisée notamment jadis pour produire du charbon de bois. Au 19e siècle, elle servait également à fabriquer du « gaz de ville » produit à partir de houille.
Pyrogazéification : alliance de deux étapes de transformation, la pyrolyse et la gazéification
La pyrogazéification se déroule en deux étapes distinctes : la pyrolyse et la gazéification. Présentons ces deux procédés.
La pyrolyse : un procédé de combustion paramétrable
La pyrolyse consiste à chauffer les déchets de biomasse sèche à des températures généralement comprises entre 350 et 650 ℃, en l’absence – ou en présence d’une très faible quantité – d’oxygène. Ce procédé permet de produire un gaz combustible, un liquide (une huile ou un mélange d’hydrocarbures) et un résidu solide (nommé “coke” ou “char”).
À noter : en sortie de pyrolyse, la proportion de gaz, de liquide et de solide dépend de plusieurs paramètres : la composition des déchets, la température de combustion, la pression de fonctionnement et la durée de pyrolyse.
La gazéification : conversion des déchets en syngaz
La gazéification consiste à chauffer les déchets secs à des températures comprises généralement entre 900 et 1 200 ℃, en présence d’une faible quantité d’oxygène. Excepté un résidu minéral et une petite quantité de carbone non transformés, l’ensemble des déchets est converti en un gaz de synthèse appelé syngaz.
Quels sont les atouts de la pyrogazéification ?
La pyrogazéification a l’avantage d’être une énergie renouvelable à la fois propre, locale et stockable. Cette filière apporte des réponses pragmatiques et concrètes aux besoins des territoires avec :
► Une valorisation des ressources et déchets non recyclables : la pyrogazéification permet d’ouvrir le panel des déchets valorisables en énergie à la biomasse sèche. Elle propose une solution alternative à l’enfouissement ou à l’incinération de ces matières, deux actions souvent coûteuses pour les collectivités locales.
► Une décarbonation de notre bilan énergétique : le biométhane de synthèse produit par pyrogazéification présente un bilan environnemental très favorable (avec une réduction du bilan carbone, des polluants et des poussières atmosphériques).
► Une production de gaz renouvelable injectable et stockable : le biométhane de synthèse est directement injectable dans les réseaux gaziers et peut être utilisé pour nos usages domestiques, industriels et de mobilité. Aussi, cette énergie peut être facilement stockée pour s’adapter tout au long de l’année aux besoins des collectivités.
► Le déploiement d’une économie circulaire locale : cette filière encourage la création d’emplois non délocalisables et la synergie entre les installations valorisant toutes les autres variétés de déchets.
Bon à savoir : des études prétendent que la production de biométhane par pyrogazéification de la biomasse bois pourrait permettre de réduire les émissions de carbone de 180 g CO2 / kWh par rapport au gaz naturel.
Le gaz vert, une énergie renouvelable d’avenir
D’après la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte promulguée en août 2015, 10% du gaz consommé en France devra être d’origine renouvelable d’ici 2030. Dans ce contexte, la production d’énergies renouvelables est en plein essor sur notre territoire, à commencer par le gaz vert (ou biogaz). Découvrons ensemble comment cette filière est-elle produite, utilisée et quels en sont les enjeux et les impacts économiques et écologiques ?
Qu’est-ce que l’hydrogène ?
Le dihydrogène (H2), communément appelé hydrogène, est le composé chimique le plus présent dans l’univers, combiné à d’autres molécules dans l’eau (H2O), dans les hydrocarbures (charbon, pétrole ou gaz) ou encore dans la biomasse.
L’hydrogène a une grande capacité énergétique puisque la combustion d’un kilogramme d’hydrogène libère environ trois fois plus d’énergie que l’essence à volume égal.
Bon à savoir : la consommation française totale d’hydrogène est de l’ordre de 900 000 T par an, en majorité de l’hydrogène carboné, qui engendre environ 9 millions de tonnes de CO2 par an.
Les différents modes de production d’hydrogène
À ce jour, on distingue trois grands procédés de production d’hydrogène :
► le reformage du gaz naturel à la vapeur d’eau (ou vaporeformage),
► la gazéification de la biomasse (en particulier du charbon de bois),
► l’électrolyse de l’eau.
Reformage du gaz naturel par la vapeur d’eau
Le vaporeformage de combustibles fossiles est la technique de production d’hydrogène la plus répandue et la solution la moins coûteuse. Cette réaction chimique brise les molécules d’hydrocarbures avec de la vapeur d’eau, de la chaleur et un catalyseur. On obtient alors un mélange contenant de l’hydrogène et du CO2.
Bon à savoir : il est possible de produire de l’hydrogène bas carbone (dit “bleu”) à partir de combustibles fossiles en associant le vaporeformage à un dispositif de captage, de stockage et de valorisation du CO2.
Gazéification de la biomasse
La gazéification à la vapeur d’eau de la biomasse (notamment du charbon de bois) est une technique de combustion à très haute température (entre 1 200 °C et 1 500 °C) qui permet d’obtenir un gaz de synthèse, constitué de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Après purification du mélange et élimination des polluants, on isole l’hydrogène.
Bon à savoir : cette technique présente un bilan carbone quasi neutre car la quantité de CO2 libérée par la combustion du monoxyde de carbone est équivalente à celle dégagée par la dégradation naturelle de la biomasse.
Électrolyse de l’eau
Enfin, l’hydrogène peut aussi être produit par électrolyse de l’eau. À l’aide d’un électrolyseur et grâce à l’action électrique, la molécule d’eau est séparée en dihydrogène et en dioxygène.
En utilisant de l’électricité d’origine renouvelable (éolienne ou photovoltaïque), on produit un hydrogène 100% renouvelable ou “vert”.
Bon à savoir : aujourd’hui, la production d’hydrogène décarboné est encore peu répandue car bien plus coûteuse que la production d’hydrogène d’origine fossile (représentant 95 % de la production mondiale d’hydrogène). Pour une meilleure compétitivité, il faut notamment pouvoir baisser les coûts des électrolyseurs.
Les multiples utilisations de l’hydrogène
L’intérêt de l’hydrogène réside dans la grande diversité de ses usages :
► Des applications industrielles : raffinage de produits pétroliers, carburants et biocarburants ; fabrication d’ammoniac et autres produits chimiques comme le méthanol ; etc.
► Le stockage d’énergies renouvelables : vecteur d’intégration énergétique, l’hydrogène répond à la problématique de la variabilité des énergies renouvelables en offrant une solution de stockage et de flexibilité.
► Un carburant : l’hydrogène vert peut être associé à une pile à combustible pour alimenter un véhicule électrique ou hybride ou en appoint dans un moteur thermique fonctionnant au gaz ou avec une bicarburation essence / gaz naturel.
► Valorisation dans le secteur gazier : cette utilisation s’opère sous deux formes, soit par injection directe d’hydrogène dans les réseaux gaziers ; soit par injection de méthane de synthèse après méthanisation.
À noter : l’hydrogène prolonge l’autonomie des véhicules électriques jusqu’à 500 kilomètres par recharge. Par ailleurs, la durée de recharge passe de 8 heures pour l’électrique à 5 minutes pour l’hydrogène.
Les enjeux économiques et environnementaux de l’hydrogène renouvelable
Désigné comme solution pour la transition énergétique, l’hydrogène vert suscite une effervescence croissante dans le débat public. On relève trois enjeux majeurs dans l’exploitation de ce vecteur énergétique renouvelable :
► Des enjeux environnementaux : l’hydrogène renouvelable participe à l’objectif de zéro émission de CO2 en 2050 et de décarbonation de l’industrie et des transports.
► Des enjeux économiques : l’hydrogène offre l’opportunité de créer une filière et un écosystème industriels créateurs d’emplois.
► Des enjeux d’indépendance énergétique : l’essor de l’hydrogène peut réduire notre dépendance aux importations d’hydrocarbures, avec comme atout majeur la capacité de le stocker et l’injecter progressivement dans les réseaux en fonction de nos besoins énergétiques.
Biogaz liquides
Si les gaz liquides sont majoritairement d’origine fossile aujourd’hui, leur version renouvelable est prometteuse et s’inscrit dans la transition énergétique pour une société neutre en carbone. Ce sont les biogaz liquides ! Dotés des mêmes caractéristiques physiques que leur version traditionnelle, les gaz liquides renouvelables sont destinés aux mêmes usages (cuisson, chauffage, eau chaude) et peuvent être utilisés immédiatement, sans modification des infrastructures, des modes de transport ou des appareils d’utilisation.
Zoom sur les Biogaz liquides
Il existe différents types de biogaz liquides :
► le Biopropane et le Biobutane : ces deux biogaz liquides sont issus de la fermentation de matières organiques ou de la valorisation de déchets. Se chauffer ou cuisiner ou pour alimenter le moteur d’un véhicule (BioGPL), les usages sont les mêmes que pour le propane et le butane.
► les biogaz liquides permettent de réduire de 80 % les émissions de CO2 par rapport aux gaz liquides classiques, tout en émettant pratiquement pas de polluants atmosphériques comme le butane et le propane.
Les Biogaz liquides pour la transition énergétique
Les gaz liquides participent à l’atteinte des objectifs de neutralité carbone à horizon 2050 en France. En devenant renouvelable, les gaz liquides, déjà peu émetteurs, améliorent significativement les émissions de CO2 en plus de limiter la pollution atmosphérique. Leur distribution ne nécessite aucun investissement supplémentaire puisqu’ils sont utilisables immédiatement et dans les mêmes infrastructures déjà en place.
Le saviez-vous ?
Si 1 million de chaudières au fioul sont remplacées par des chaudières au gaz propane et biopropane THPE, cela permettra de réduire les émissions de CO2 d’environ 50 % (avec 15 % de biopropane dans le mix de consommation uniquement). Les objectifs nationaux pour 2028 fixés à 30 % de réduction d’émissions de CO2 seraient alors largement atteints.
