Biomasse énergie

La biomasse solide, liquide ou gazeuse produit de l’énergie pour différents usages comme la chaleur, l’électricité, le biogaz ou les carburants.

Cette biomasse provient de la forêt, de l’agriculture (cultures dédiées, résidus de culture, cultures intermédiaires et effluents d’élevage), de déchets (déchets verts ; biodéchets des ménages ; déchets de la restauration, de la distribution, des industries agroalimentaires et de la pêche ; déchets de la filière bois ; boues de stations d’épuration ; etc).

La bioénergie est encore amenée à se développer fortement, sur la base de ressources issues d’une gestion durable, en veillant soigneusement à contenir les impacts en termes de qualité de l’air et dans le cadre d’une bonne articulation avec les usages autre que énergétiques.

La stratégie nationale de mobilisation de la biomasse organise les conditions du recours accru et harmonieux à cette ressource, en déclinaison des programmations pluriannuelles de l’énergie et de la stratégie nationale pour la bio-économie. Pour être efficace sur son objectif de mobilisation, cette stratégie vise à surmonter les rigidités observées de l’offre de biomasse, en synergie avec les politiques déjà en place dans les domaines de la forêt, de l’agriculture, des déchets.

La production de biomasse est en premier lieu l’affaire des territoires dont est issue cette biomasse. Cette problématique fera partie intégrante de la nouvelle génération de Plans Climat-Air-Énergie Territoriaux.

Pour la coordination et le pilotage d’ensemble de ces projets de mobilisation ou de production de biomasse, l’échelon de référence est la région, étant donné le renforcement des compétences des conseils régionaux sur l’aménagement du territoire et les soutiens publics aux filières économiques. Ainsi vont être établis des schémas régionaux biomasse, co-élaborés par les régions et l’État.

Présentation des technologies relatives à la filière biomasse

La matière organique constituant la biomasse peut être transformée en produits énergétiques : biocombustibles, biogaz et biocarburants ou brûlée afin de produire du mouvement, de la chaleur et, éventuellement de l’électricité dans des installations de cogénération.

La filière biomasse est composée de plusieurs filières qui reflètent d’importantes disparités. Il peut être dénombré trois sous-filières, segmentées selon la taille et la production d’énergie résultante.

Le chauffage individuel au bois

Cette auto-exploitation concerne annuellement plus de 20 millions de m³ par an de bois-bûches.

L’auto-approvisionnement en bois bûche serait évalué en outre à 30 000 emplois informels. Ces emplois pourraient augmenter de 50 % dans les dix ans à venir.

Le chauffage individuel au bois représente la première source d’énergie renouvelable en France (devant l’hydraulique, qui arrive en seconde position) ; il représente à lui seul, en 2014, près de 60 % de la chaleur renouvelable sur le territoire, et environ deux tiers de la production d’énergie renouvelable à partir de biomasse solide ou gazeuse.

Selon une étude publiée par l’ADEME en 2013, le volume de consommation en bois bûches est relativement stable par rapport à 1999. Cependant, le nombre de ménages utilisateurs a fortement augmenté passant de 5,9 millions à 7,4 millions de ménages (et la part de ces ménages pour lesquels le bois est le moyen de chauffage principal est passée de 30 à 50 % dans le même temps).

Il est constaté sur le parc une baisse significative des foyers ouverts et un renouvellement des appareils de chauffage anciens, ce qui contribue à répondre à l’enjeu de la qualité de l’air – car la combustion doit se faire dans les meilleures conditions pour limiter les émissions, ce que permettent les appareils récents et performants.

Cette amélioration résulte principalement de l’éligibilité au crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) des équipements de chauffage au bois installés chez les particuliers : 500 0000 ventes sont ainsi enregistrées chaque année dont 56 % sont éligibles au CITE. La part des foyers fermés/inserts au sein de ce marché diminue par ailleurs au profit des poêles, qui représentent plus de 60 % des ventes totales.

Fonds air de l’ADEME

L’ADEME a mis en place un appel à projets qui vise à accompagner les collectivités volontaires dotées d’un plan de protection de l’atmosphère (PPA) pour cause de dépassement des valeurs réglementaires en termes d’émissions de particules fines (PM10) dans l’air pour monter, financer et animer un fonds d’aide au renouvellement des appareils de chauffage individuels au bois non performants sur leur territoire (appelé « Fonds Air »).

Le fonds air apporte un soutien financier aux particuliers qui choisissent de remplacer leur équipement de chauffage non performant (foyer fermé, insert, poêle) datant d’avant 2002, ou foyer ouvert, par un appareil dit « Flamme verte » 7 étoiles, c’est-à-dire classé comme très performant selon la charte. Ce dispositif est cumulable avec le crédit d’impôt transition énergétique et l’éco-prêt à taux zéro.

Les chaufferies biomasse

Fonds chaleur

Le Fonds chaleur, géré par l’ADEME, soutient la construction d’installations de production de chaleur renouvelable (à partir de biomasse, biogaz, géothermie, solaire...) dans l’industrie, le collectif, le tertiaire et le secteur agricole ainsi que les réseaux de chaleur. Il a été doté de 1,5 milliards d’euros sur la période 2009-2015.

Dans ce cadre l’ADEME accorde des aides régionales à des installations de chauffage dans les secteurs collectif et tertiaire.

De 2009 à 2015, le fonds chaleur a permis le financement de plus de 3400 installations, représentant une production d’énergie de près de 1,8 Mtep/an– dont 1,2 Mtep/an à partir de biomasse (incluant le biogaz).

En termes d’installations et d’équipements industriels, on constate que le parc actuel de réseaux de chaleur s’est étendu de près de 1700 km entre 2009 et 2015 ; au total, 670 réseaux ont été soutenus par le Fonds Chaleur sur cette période.

En termes d’emploi, la première période du fonds chaleur (2009-2013) a permis la création d’environ 10 000 emplois supplémentaires pérennes. Dans le cadre d’un scénario tendanciel suivant le rythme actuel de développement des installations (budget annuel constant du Fonds Chaleur), la création d’emplois pourrait atteindre 20 000 emplois en 2020. Environ 50 % de ces emplois sont indirects : les emplois directs sont ceux directement concernés par la chaîne de production et d’exploitation des biocombustibles à l’exemple des travaux forestiers (abattage, débardage, broyage) ou de la fabrication et l’entretien des chaudières, alors que les emplois indirects sont les emplois sous-traités à des acteurs extérieurs à la filière, à l’exemple des achats externes (tôlerie, tubes, fontes, équipements) ou la fabrication de machines outils (abattage, débardage, broyage).

Enfin, en termes d’impact sur les importations d’énergie fossile, la première période du fonds chaleur (2009-2013) a permis la substitution annuelle de plus d’un million de tep. En prenant en compte un prix du baril de pétrole de 50 $ (1 baril = 0,136 tep) soit 350 €/tep, l’économie nationale annuelle associée à la réduction des importations d’énergies fossiles correspond à environ 350 millions d’euros par an, pour une mise initiale de l’État de 1,1 milliard d’euros dans le Fonds chaleur. Dans le cadre d’un scénario tendanciel suivant le rythme actuel de développement des installations, la substitution annuelle d’énergie fossile supplémentaire pourrait atteindre plus de 2,5 Mtep en 2020.

Le caractère efficient du Fonds chaleur n’est donc plus à démontrer, et a notamment été salué par la Cour des Comptes dans son rapport sur la politique de développement des énergies renouvelables en 2013. C’est pourquoi le budget du fonds chaleur a été doublé dès 2016 pour permettre à la France d’atteindre ses objectifs 2018 et 2023 en matière d’énergies renouvelables.

Appel à projet national Biomasse Chaleur Industrie Agriculture Tertiaire (BCIAT)

Chaque année un appel à projets national Biomasse Chaleur Industrie Agriculture Tertiaire (BCIAT) est lancé. Il s’adresse aux entreprises des secteurs industriel, agricole et tertiaire et concerne les installations produisant plus de 1 000 tep/an à partir de biomasse.

L’appel à projets BCIAT 2016 a permis de soutenir dix nouvelles installations portant à 120 le nombre d’opération réalisées ou en cours depuis 2009, pour une production thermique annuelle à partir de biomasse aujourd’hui supérieure à 330 000 tep, et qui devrait atteindre 500 000 tep en 2018 avec la réalisation des projets en cours.

Les projets sont sélectionnés en tenant compte notamment de leur efficacité énergétique, de leurs plans d’approvisionnement prévisionnels, et de leur conformité aux valeurs limites d’émissions de polluants atmosphériques, définies en fonction d’exigences spécifiques des zones d’implantation des installations. Les critères en matière de « durabilité » ont par ailleurs été renforcés, avec l’exigence d’une certaine proportion de produits certifiés PEFC ou équivalent (label de gestion forestière durable) à intégrer dans l’approvisionnement en biomasse sylvicole.

La cogénération biomasse

La production simultanée de chaleur et d’électricité (cogénération) à partir de biomasse permet d’économiser entre 15 et 20 % d’énergie primaire par rapport à la production séparée de ces mêmes quantités de chaleur et d’électricité.

Le décret du 27 mai 2016 relatif à l’obligation d’achat et au complément de rémunération abroge l’arrêté du 27 janvier 2011 portant sur l’obligation d’achat des unités de production d’électricité à partir de bois-énergie.

Par conséquent, le seul mécanisme de soutien pour ces unités sera apporté sous la forme d’appels d’offres avec complément de rémunération pendant 20 ans.

Chiffres clés de la filière biomasse

Production et capacité installée

Fin 2016, la puissance électrique du parc des installations de production d’électricité à partir de biomasse solide (y compris la part renouvelable de l’électricité produite grâce à l’énergie générée par l’incinération des déchets) a atteint 1 495 MW, contre 1 701 MW prévus par le Plan national d’action pour les énergies renouvelables.

Ce retard devrait être partiellement comblé d’une part grâce à la prochaine mise en service de projets lauréats du quatrième appel d’offres biomasse actuellement en construction, et d’autre part grâce à l’appel d’offres lancé en février et décembre 2016.

L’appel d’offre lancé en février 2016 porte sur la réalisation et l’exploitation d’installations de production d’électricité à partir de biomasse. Celui-ci se décompose en trois périodes, la puissance appelée pour chacune d’entre elle étant de 60 MW. Cette puissance est répartie en deux catégories : le bois-énergie pour 50 MW et la méthanisation pour 10 MW. Les installations bois énergie concernées sont celles comprises entre 300 kW et 25 MW avec notamment un seuil d’efficacité énergétique minimum fixé à 75 % et l’obligation d’utiliser du bois issu de forêts gérées durablement.

Les premiers appels d’offres biomasse ont permis la mise en service de 29 installations à fin 2016, dont une traitant du biogaz pour une puissance électrique totale de 360 MW. Quelques projets sont encore en construction et devraient entrer en service d’ici un ou deux ans. Les installations remettent annuellement un rapport au préfet démontrant le respect des engagements relatifs au plan d’approvisionnement et à l’efficacité énergétique.

Avec les installations qui bénéficient de l’obligation d’achat, la puissance cumulée des cogénérations biomasse a atteint 425 MW en 2016.

Objectifs et enjeux pour la production de chaleur

Les objectifs de production de chaleur à partir de biomasse inscrits dans la PPE sont les suivants :

• une consommation de chaleur renouvelable produite à partir de biomasse solide de 12 Mtep en 2018 (dont consommation des ménages de 7,4 Mtep dans 8,6 millions de logements),

• et de 13 à 14 Mtep en 2023 (dont consommation des ménages de 7,4 Mtep dans 10,3 à 10,4 millions de logements).

Les enjeux pour cette filière sont les suivants :

• Remplacer à un rythme rapide les foyers ouverts dans les logements individuels par des équipements plus performants au plan énergétique et meilleurs pour la qualité de l’air.

• Contenir la tension sur la ressource (favoriser en priorité la valorisation chaleur, favoriser les projets cogénération haut rendement, poursuivre la valorisation énergétique des déchets…).

• Poursuivre le développement des chaufferies biomasse dans le collectif, le tertiaire, l’agriculture et l’industrie.

• Favoriser la compétitivité des projets biomasse par rapport aux solutions à base d’énergie fossile.

La Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) prévoit une augmentation du nombre de logements chauffés au bois :

• 8,6 millions de logements en 2018

• 10,3 millions de logements en 2023, avec une consommation de bois constante (soit 7,4 Mtep), grâce à l’amélioration de l’efficacité énergétique des appareils et de l’isolation des logements.

Objectifs pour la production d’électricité

Les objectifs de production d’électricité à partir de biomasse inscrits dans le PPE sont :

• Une puissance électrique de 540 MW d’ici 2018

• Une puissance électrique entre 790 MW et 1040 MW d’ici 2023.

Cadre réglementaire

Démarches au titre de l’environnement

Installations classées pour la protection de l’environnement

• Installations de combustion
• Traitement thermique

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

• périmètre de protection des captages publics,

• législation sur l’air (fumées),

• réglementation sanitaire (cendres).

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

Démarches au titre de l’urbanisme

Permis de construire

En fonction de sa surface, une installation biomasse 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.

Démarches au titre de l’énergie

Autorisation d’exploiter pour une installation de production d’électricité

Les installations biomasse 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 :

Ministère de la Transition Écologique et Solidaire

DGEC - Direction de l’énergie

Sous-direction des systèmes électrique et énergies renouvelables

92055 La Défense Cedex

Interlocuteur : Ministère de la Transition Écologique et Solidaire

Dispositifs de soutien

Le crédit d’impôt pour la transition énergétique

La diffusion des équipements de chauffage alimentés à partir de biomasse est principalement soutenue par le crédit d’impôt pour la transition énergétique qui a été simplifié au 1^er janvier 2015, avec la mise en place d’un taux unique de 30 %, sans condition de ressources et sans bouquet de travaux.

Les certificats d’économies d’énergie

Plusieurs installations biomasse sont éligibles au dispositif des certificats d’économies d’énergie.

Le Fonds chaleur

Le Fonds chaleur a permis de financer entre 2009 et 2015 700 chaufferies dans les secteurs collectif et industriel pour une production totale de 1,2 million de tep/an correspondant à une consommation de 5,5 millions de tonnes de biomasse.

Les appels d’offres pour la production d’électricité à partir de biomasse

Quatre premiers appels d’offres visant la production d’électricité à partir de biomasse ont été lancés en 2003, 2006, 2009 et 2010. Deux nouveaux appels d’offres ont été lancés en 2016.

Appel d’offres lancé en février 2016

Cet appel d’offres a été lancé le 17 février 2016 pour 3 ans avec une période de candidature par an. Commun aux deux filières : bois énergie et méthanisation, il porte sur un volume de 50 MW par an pour le bois énergie, dont 10 MW sont réservés aux installations de moins de 3 MW, et 10 MW pour les installations de méthanisation.

Pour la biomasse, l’appel d’offres est ouvert aux installations de 0,3 à 25 MW à la condition que ces installations soient des installations de cogénération à haut rendement. L’objectif est de soutenir les projets exemplaires en matière d’efficacité énergétique, de qualité de l’air, de valorisation de la chaleur fatale, et d’investissement participatif.

La première période de candidature s’est achevée le 22 août 2016 et les lauréats désignés le 21 mars 2017.

La deuxième période de candidature s'est achevée et les lauréats désignés le 28 février 2018.

La troisième période de candidature s'est achevée et les lauréats désignés le 13 décembre 2017.

 Lauréats retenus sur les trois périodes du 5ème appel d'offres :

Appel d’offres lancé en décembre 2016

Cet appel d’offres a été lancé le 6 décembre 2016, et porte sur le remplacement d’installations de cogénération au gaz naturel de plus de 12 MW situées sur des sites industriels consommant de la chaleur en continu par des installations de cogénération à haut rendement utilisant la biomasse, pour un volume de 40 MW.

L’appel d’offres est pris en application de l’article L. 311-13-6 du code de l’énergie, et s’inscrit dans le cadre de la programmation pluriannuelle de l’énergie, qui définit un objectif de transition des installations de cogénération utilisant le gaz naturel vers les énergies renouvelables, comme la biomasse ou le biogaz.

La période de candidature s’est achevée le 2 juin 2017.

Appel d’offres biomasse lancé en juillet 2010

Le quatrième appel d’offres portant sur la construction de 200 MW de projets biomasse a été lancé à l’été 2010. Il concernait des projets d’au moins 12 MW avec une efficacité énergétique minimale de 60 %. Une dérogation permettait à des projets électrogènes de candidater dans les régions Provence Alpes Côte d’Azur et Bretagne.

Au terme du processus de sélection, il a été décidé de retenir 15 projets pour une puissance totale de 420 MW, 13 de ces projets sont des projets de cogénération d’électricité et de chaleur, 2 produiront exclusivement de l’électricité. Les 15 lauréats ont été sélectionnés sur la base de plusieurs critères : prix, approvisionnement et localisation.

Les notifications officielles ont été adressées aux 15 porteurs de projet le 29 février 2012. Ces notifications s’accompagnent de la mise en place de trois « Comités régionaux biomasse » (Aquitaine, Provence Alpes Côte d’Azur, Centre Pays de Loire), animés par les Préfets de région, pour permettre un développement important, harmonieux et concerté de la collecte de biomasse locale pour l’énergie. Il s’agit à la fois de garantir la compatibilité des plans d’approvisionnement des projets retenus et de favoriser la mobilisation des acteurs locaux. Les emplois générés par la collecte de biomasse constituent en effet des opportunités importantes pour les territoires.

Appel d’offres biomasse lancé en janvier 2009

Le troisième appel d’offres portant sur la construction de 250 MW de projets biomasse a été lancé début 2009. Il concernait des projets d’au moins 3 MW avec une efficacité énergétique minimale de 50 %.
Au terme du processus de sélection, il a été décidé de retenir 32 projets pour une puissance totale de 266 MW. Les 32 lauréats ont été sélectionnés sur la base de plusieurs critères : prix, approvisionnement, localisation et efficacité énergétique.

Les notifications officielles ont été adressées aux 32 porteurs de projet le 25 février 2010.

Appel d’offres biomasse lancé en décembre 2006

Le deuxième appel d’offres portant sur la construction de 220 MW de projets biomasse a été lancé en décembre 2006. Il visait des projets d’au moins 5 MW avec une efficacité énergétique minimale de 50 %.
Au terme du processus de sélection, il a été décidé de retenir 22 projets pour une puissance totale de 300 MW. Les 22 lauréats ont été sélectionnés sur la base de plusieurs critères : prix, approvisionnement, efficacité énergétique et garanties techniques et financières. Les notifications officielles ont été adressées aux 22 porteurs de projets en juin 2008.

Appel d’offres biomasse lancé en décembre 2003

Le premier appel d’offres portant sur la construction de 200 MW de projets biomasse a été lancé en décembre 2003. Il visait des projets d’au moins 12 MW. Les projets électrogènes étaient admis. Au terme du processus de sélection, il a été décidé de retenir 15 projets pour une puissance totale de 232 MW. Les 15 lauréats ont été sélectionnés sur la base de plusieurs critères : prix, environnement et plan d’approvisionnement, efficacité énergétique et capacités techniques et financières.
Les notifications officielles ont été adressées aux 15 porteurs de projets retenus en janvier 2005.

Lauréats des appels d'offres et bénéficiaires de l'obligation d'achat pour la production d'électricité à partir de biomasse

Soutien à la R&D et à l’innovation

Il existe, pour la biomasse, différents outils de soutien à la R&D et à l’innovation, qui dépendent 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 différentes 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 ayant permis de soutenir de nombreux projets 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)

Etude INRAe-INRAe Transfert relative à la biomasse

La biomasse occupe une place centrale dans la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) ainsi que dans la programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) (2ème version, 2020), en raison de son rôle essentiel dans la composition du futur mix énergétique décarboné d'ici 2050, et de sa contribution majeure à l'augmentation des puits de carbone. La première stratégie de mobilisation de la biomasse (SNMB), approuvée en février 2018, a proposé une analyse prospective détaillée des ressources en biomasse mobilisables et des besoins associés. Depuis lors, cette stratégie a été déclinée en schémas régionaux de biomasse (SRB), visant à établir un diagnostic exhaustif, tant actuel que prospectif, des ressources disponibles pour la production d'énergies renouvelables.

Dans ce contexte, le Ministère de la Transition Energétique (MTE) et le Ministère de la Transition Écologique et de la Cohésion des Territoires (MTECT), par l'intermédiaire de la DGEC (Direction Générale de l'Énergie et du Climat) et du Commissariat Général au Développement Durable (CGDD), se sont engagés dans une évaluation approfondie des impacts environnementaux, ainsi que des enjeux technico-économiques et sociétaux associés à l'augmentation significative de l'utilisation de la biomasse à des fins énergétiques d'ici 2050.

C’est l’objet de la présente étude confiée à INRAe et INRAe Transfert en 2022 et achevée en 2023, intitulée « Impacts environnementaux et enjeux technico-économiques et sociétaux associés à la mobilisation de biomasse agricole et forestière pour la production d’énergie en France à l’horizon 2050 » (en téléchargement ci-dessous)

Cette étude est strictement bibliographique et ne vise en aucun cas à produire de nouvelles données par modélisation ou simulation, mais à proposer une synthèse des connaissances actuelles. A ce titre, la présente étude ne constitue pas une étude de cas du contexte français : elle n'a pour objet ni d'analyser les pratiques actuellement déployées sur le territoire français pour la production de différents types de biomasse et leurs impacts environnementaux, ni de décrire de façon complète et exhaustive le cadre réglementaire s'appliquant sur ces types de biomasse, ni a fortiori d'analyser l'effet de ce cadre réglementaire sur les impacts environnementaux des pratiques françaises.

Elle s’articule en deux volets. Le premier volet, environnemental, est focalisé sur la caractérisation des impacts liés à l’utilisation accrue des biomasses agricoles et forestières pour la production énergétique sur les cycles du carbone, de l’azote et de l’eau et sur la biodiversité des écosystèmes concernés. Le second volet porte sur les enjeux technico-économiques et sociétaux associés. Il vise à identifier les équilibres économiques et sociaux qui permettront le passage d’une quantité de biomasse mobilisable théorique à une vision réaliste du potentiel de mobilisation.

L’étude a bénéficié des apports de 32 experts, mobilisés notamment pour la constitution du corpus bibliographique.

Elle a également fait l’objet d’échanges réguliers avec un comité consultatif d’acteurs permettant de réunir des représentants de tous les acteurs de la société susceptibles d’être concernés par les conclusions de l’opération et d’en utiliser les résultats : services des ministères intéressés par l’étude, agences françaises ou européennes, associations environnementales ou de consommateurs, collectivités locales, organisations professionnelles, acteurs économiques des filières agro-alimentaires, groupements d’intérêt scientifique… Les membres de ce comité avaient la possibilité de faire part de leur positionnement sur le contenu de l'étude : ces éléments de positionnement sont publiés ci-dessous conjointement à l'étude.

L’étude constituera un premier état des lieux de référence qui permettra d’approfondir, au cas par cas et dans le contexte français, le sujet des enjeux environnementaux et technico-économique de la mobilisation de la biomasse.