Biogaz

Présentation des technologies relatives à la filière biogaz 

La méthanisation est un processus naturel de dégradation biologique de la matière organique dans un milieu sans oxygène due à l’action de multiples micro-organismes (bactéries). Elle peut avoir lieu naturellement dans certains milieux tels que les marais ou peut être mise en œuvre volontairement dans des unités dédiées grâce à un équipement industrie appelé « méthaniseur ».

La filière biogaz peut être décomposée en trois sous-filières, segmentées selon l’origine et le traitement des déchets :

• la méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes

• la méthanisation de boues de stations d’épuration des eaux usées (STEP)

• le biogaz des installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND)

La méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes

Les intrants de ces installations sont des déchets agricoles, de l’industrie, principalement agroalimentaire, et la partie biodégradable des déchets ménagers. L’approvisionnement de ces installations peut comporter des produits de cultures, dans des limites fixées par la loi.

Les installations agricoles dites « centralisées » sont plus importantes que les installations de petites tailles dites « à la ferme ».

La méthanisation de boues de stations d’épuration des eaux usées (STEP)

Les boues et graisses de stations d’épurations sont des déchets organiques (et quelques fois minéraux) dont le potentiel méthanogène est supérieur à celui des déchets animaux et presque tous les déchets végétaux. Leur méthanisation permet de produire un biogaz particulièrement riche en méthane.

Le biogaz des installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND)

Pour la filière ISDND, le biogaz est produit naturellement puis capté. Ce biogaz est communément appelé « gaz de décharge ».

Fin juin 2016, le biogaz est majoritairement issu d’installations de stockage de déchets non dangereux (68 % de la puissance installée).

Le biogaz, produit dans des méthaniseurs ou capté dans des décharges, peut ensuite être soit brûlé pour une utilisation sous forme de chaleur seule, d’électricité seule ou de cogénération (chaleur et électricité), soit épuré pour en extraite le méthane. Ce biométhane peut ensuite être injecté dans les réseaux de gaz naturel ou utilisé comme carburant (bioGNV).

Chiffres clés de la filière biogaz

Production et capacité installée

Fin juin 2016, 463 installations produisent de l’électricité à partir de biogaz, correspondant à une puissance installée de 379 MW.

Au cours du premier semestre 2016, 12 MW ont été raccordés, s’ajoutant aux 367 MW raccordés fin 2015.

Les unités de méthanisation représentent plus de la moitié du nombre et de la puissance des installations nouvellement raccordées.

La taille des installations du parc est très variable selon le type d’installations. La méthanisation représente ainsi 63 % du nombre d’installations et 26 % de la puissance installée.

La puissance des projets en file d’attente atteint 109 MW au 30 juin 2016.

Enfin, les injections de biométhane dans les réseaux de gaz naturel sont en constante progression. Elles ont été multipliées par 2,5 au premier semestre 2016 par rapport au premier semestre 2015.

Champ : métropole et DOM, installations de production électrique à partir de biogaz.

Source : SoeS, d’après Enedis, RTE, EDF-SEI, CRE et les principales ELD

Le tableau de bord biogaz porte d’une part sur le suivi trimestriel du parc biogaz raccordé au réseau électrique et d’autre part sur les projets en cours d’instruction pour lesquels une demande de raccordement a été déposée auprès d’un opérateur. La production d’électricité est également estimée chaque trimestre sur la base des obligations d’achat facturées.

La croissance du volume des injections de biométhane dans les réseaux de gaz naturel est soutenue depuis la mise en service des premières installations de ce type en 2014.

Injection trimestrielle de biométhane dans les réseaux de gaz naturel (en GWh)

Potentiel du biogaz

Les gisements potentiels de substrats utilisables en méthanisation ont été estimés dans le cadre d’une étude réalisée par SOLAGRO et INDIGGO pour le compte de l’ADEME en 2013.

Le gisement global mobilisable à 2030 pour la méthanisation a été évalué à 130 millions de tonnes de Matière Brute soit 56 GWh d’énergie primaire en production de biogaz. Il est composé à 90 % de matières agricoles.

Le tableau de bord SINOE permet de suivre le développement des installations de méthanisation sur l’ensemble du territoire national.

Objectifs pour la production d’électricité à partir de biogaz

Une trajectoire figure dans le plan national d’action en faveur des énergies renouvelables, prévu par la directive 2009/28/CE relative à la promotion de l’utilisation des énergies renouvelables.

La puissance électrique des installations biogaz devrait finalement atteindre 625 MW en 2020.

La programmation annuelle de l’énergie (PPE) prévoit un premier objectif de puissance installée pour les installations de méthanisation de :

• 137 MW pour fin 2018
• entre 237 et 300 MW pour fin 2023.

Évolution du parc (puissance en MW)

Cadre réglementaire  

Code de l’environnement l’environnement

Installations classées pour la protection de l’environnement

• Installations de méthanisation de déchets non dangereux ou de matière végétale brute, à l’exclusion des installations de méthanisation d’eaux usées ou de boues d’épuration urbaines lorsqu’elles sont méthanisées sur leur site de production.

• Valorisation ou mélange de valorisation et d’élimination de déchets non dangereux non inertes avec une capacité supérieure à 75 tonnes par jour et entraînant un traitement biologique, à l’exclusion des activités relevant de la directive 91/271/CEE.

Méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes

Les installations de méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes peuvent être approvisionnées par des cultures alimentaires ou énergétiques, cultivées à titre de culture principale, dans une proportion maximale de 15 % du tonnage brut des intrants par année civile.

Les installations biogaz peuvent par ailleurs devoir respecter d’autres considérations environnementales :

• périmètre de protection des captages publics,

• législation sur l’eau,

• réglementation sanitaire.

Interlocuteurs : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL),Direction Départementale des Territoires (DDT), Direction Départementale de la Protection des Populations (DDPP) du lieu d’implantation

Code de l’urbanisme

Permis de construire

En fonction de sa surface, une installation biogaz peut être soumise à déclaration préalable ou à permis de construire.

À noter que l’implantation d’une tel dispositif se doit d’être compatible avec les règlements d’urbanisme en vigueur (Plan d’occupation des sols, plan local d’urbanisme ou règlement national d’urbanisme).

Interlocuteur ; Direction Départementale des Territoires (DDT) du lieu d’implantation,

Code de l’énergie

Autorisation d’exploiter une installation de production d’électricité

Les installations biogaz de puissance supérieure à 50 MW sont soumises à autorisation d’exploiter. Les installations de puissance inférieure sont réputées autorisées et aucune démarche administrative n’est nécessaire.

La demande est à adresser à la direction de l’énergie à l’adresse suivante :

Interlocuteurs : Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer

Dispositifs d’accompagnement

Le plan Énergie Méthanisation Autonomie Azote (EMAA)

Le Plan Énergie Méthanisation Autonomie Azote (EMAA) a été lancé conjointement par le ministère du Développement durable et le ministère de l’Agriculture, le 29 mars 2013. Ce plan s’inscrit dans une démarche agronomique fondée sur le respect de l’équilibre de la fertilisation et la réduction globale du recours aux intrants. L’objectif est de développer en France, à l’horizon 2020, 1 000 méthaniseurs à la ferme, contre 90 à fin 2012.

Le Comité National Biogaz

Le Comité National Biogaz réunit l’ensemble des acteurs impliqués dans le développement de la filière biogaz (fédérations professionnelles, administrations, établissements publiques, gestionnaires de réseaux, acteurs financiers).

Le Comité a été réuni par la ministre le 24 mars 2015 et le 13 septembre 2016 afin de permettre aux acteurs de la filière de faire part de leurs retours d’expériences et de leurs attentes, en vue notamment d’alimenter les évolutions possibles des actions de l’État, et aux services de l’État de partager la stratégie et les actions mises en œuvre pour la filière.

L’appel à projets pour le développement de 1 500 projets de méthanisation en 3 ans

Un appel à projets a été lancé par la ministre en 2014 en vue de développer 1 500 installations de méthanisation en 3 ans réparties dans les territoires ruraux. Le dispositif permet de mieux accompagner les porteurs de projets dans leurs démarches.

Les agriculteurs, industriels et collectivités territoriales retenus pourront bénéficier différentes aides en fonction de leur projet.

L’appel à projet sera clôturé en septembre 2017

Dispositifs de soutien

Le fonds déchets et le fonds chaleur

L’ADEME finance depuis 2007 les projets de méthanisation à travers le fonds déchets. Depuis 2015, une répartition des financements est mise en place entre le fonds déchets et le fonds chaleur :

• Le fonds déchets finance les équipements de traitement du digestat et les projets de méthanisation avec valorisation du biogaz produit par cogénération.

• Le fonds chaleur finance les projets de méthanisation avec valorisation directe de chaleur (et les réseaux de chaleur associés) ainsi que les projets d’injection de biométhane dans les réseaux de gaz.

L’obligation d’achat de l’électricité produite par cogénération

La production d’électricité dans des installations qui valorisent le biogaz est soutenue dans les conditions fixées par l’arrêté du 19 mai 2011.

Un arrêté revalorisant le tarif d’achat de l’électricité par les installations existantes a été publié le 23 septembre 2016.

Le dispositif de soutien de la filière méthanisation a notablement évolué en 2016.

Les méthaniseurs de plus de 500 kW sont soutenus par appels d’offres tandis que les méthaniseurs de moins de 500 kW sont soutenus par un tarif d’achat de l’électricité garanti pendant 20 ans.

Les appels d’offres pour des installations de cogénération

Portant sur 3 ans, un premier appel d’offres a lancé le 8 février 2016. Commun aux deux filières : bois énergie et méthanisation, il portera sur un volume de 10 MW par an pour la méthanisation.

L’appel d’offres est ouvert aux méthaniseurs de moins de 5 MW. Il complète le dispositif existant de tarif d’achat de l’électricité qui permet déjà de soutenir les plus petites installations de méthanisation (moins de 500 kW). L’objectif est de soutenir les projets exemplaires en matière de qualité de l’air, de valorisation de la chaleur fatale, et d’investissement participatif.

L’obligation d’achat du biométhane injecté dans le réseau de gaz

Tout producteur de biométhane souhaitant injecter sa production dans les réseaux de transport et de distribution de gaz naturel est éligible à une obligation d’achat en guichet ouvert sous réserve de la préservation du bon fonctionnement des réseaux.

Dans ce système, le biométhane injecté est acheté par un fournisseur de gaz naturel à un tarif d’achat fixé à l’avance et permettant de couvrir les coûts d’investissement et d’exploitation de l’installation de production de biométhane tout en assurant une rentabilité normale du projet. L’obligation d’achat est contractée pour une durée de 15 ans.

La structure et les niveaux des tarifs d’achat sont issus de travaux de concertation menés par l’administration depuis 2009 avec les représentants de l’ensemble des acteurs de la filière (entre autres porteurs de projets agricoles et industriels, gestionnaires de réseaux, ADEME) et la Commission de régulation de l’énergie.

Pour les installations de stockage de déchets non dangereux, les tarifs d’achat du biométhane injecté sont compris entre 4,5 et 9,5 c€/kWh selon la taille de l’installation.

Pour les autres unités de méthanisation, les tarifs d’achat du biométhane injecté (hors coefficient d’indexation annuelle) se composent d’un tarif de base comprise entre 6,4 et 9,5 c€/kWh selon la taille de l’installation, auquel peut s’ajouter une prime calculée en fonction de la nature des matières traitées par méthanisation (« intrants ») utilisés. Cette prime est comprise entre 2 et 3 c€/kWh si les intrants sont composés exclusivement de déchets ou de produits issus de l’agriculture ou de l’agro-industrie. Elle est de 0,5 c€/kWh si les intrants sont exclusivement composés de déchets ménagers et varie entre 0,1 et 3,9 c€/kWh pour des intrants composés de boues de station de traitement des eaux usées. Lorsque les intrants sont « mélangés » (codigestion), la prime est pondérée, calculée au prorata des quantités d’intrants utilisés par l’installation.

Pour bénéficier du tarif d’achat, le producteur, conformément aux dispositions de l’article D. 446-3 du code de l’énergie, doit adresser sa demande par lettre recommandée avec accusé de réception au préfet du département dans lequel est situé le site de production. À cet effet, un formulaire ad hoc est mis à disposition.

Un producteur de biométhane qui souhaite vendre sa production injectée dans le cadre d’un contrat d’obligation d’achat peut :

• s’adresser au fournisseur de gaz naturel de son choix,
• s’adresser à un fournisseur de gaz naturel qui a manifesté son intérêt pour l’achat de biométhane, éventuellement par zone géographique, parmi la liste des fournisseurs intéressés par l’achat de biométhane,
• en cas de refus des fournisseurs de gaz naturel contactés, s’adresser à un des acheteurs de dernier recours de biogaz désignés en application de l’article D. 466-14 du code de l’énergie.

Conformément aux dispositions de l’article D. 446-11 du code de l’énergie, un modèle obligatoire de contrat d’achat a été élaboré en concertation avec les acteurs de la filière biométhane pour chacune des trois catégories tarifaires mentionnées dans l’arrêté du 13 décembre 2021 (BI1 : méthanisation en digesteur hors matières résultant du traitement des eaux usées, BI2 : méthanisation en digesteur y compris matières résultant du traitement des eaux usées, BI3 : captation de biogaz sur une installation de stockage de déchet non dangereux).

Ce modèle constitue un contrat immédiatement opérationnel après renseignement des conditions particulières.

Les appels d’offres pour des capacités de production de biométhane destiné à être injecté dans le réseau de gaz

Le dispositif de guichet ouvert est complété par une procédure d’appel d’offres permettant de piloter la trajectoire de développement des capacités de production de biométhane.

L’article L. 446-5 du code de l’énergie dispose que, lorsque les capacités de production de biogaz destiné à être injecté dans le réseau de gaz ne répondent pas aux objectifs chiffrés de la programmation pluriannuelle de l’énergie, le ministre chargé de l’énergie peut recourir à une procédure d’appel d’offre.

Les lauréats des appels d’offres pourront bénéficier d’un tarif d’achat pour le biométhane injecté dans le réseau de gaz.

https://www.cre.fr/Documents/Appels-d-offres/appel-d-offres-portant-sur-la-realisation-et-l-exploitation-d-installations-de-production-de-biomethane-injecte-dans-un-reseau-de-gaz-naturel

Soutien à la R&D et à l’innovation

Il existe, pour la méthanisation de déchets, différents outils de soutien à la R&D et à l’innovation, qui vont dépendre du niveau de maturité technologique du projet.

Dans le cadre du programme Investissements d’avenir (PIA), l’ADEME finance notamment des projets de démonstration sur diverses thématiques, dont la thématique « économie circulaire » qui comprend la méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes.

Depuis 2009, l’ADEME a lancé successivement plusieurs appels à manifestation d’intérêt (AMI) ou appel à projets (AAP) ayant permis de soutenir de nombreux projets dans le domaine de la production d’électricité et de chaleur renouvelable dans le cadre de l’action « Démonstrateurs de la transition écologique et énergétique » du PIA.

Des appels à projets sont lancés régulièrement sur les thématiques « énergies renouvelables » et « économie circulaire ».

Il existe également des appels à projets spécifiques destinés à soutenir les projets des PME en lien avec les énergies renouvelables lancés par l’ADEME (appel à projets « Initiatives PME ») ou par le Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer (initiative Greentech verte).