Publié le 01 février 2017

Mis à jour le 02 juillet 2024

Biogaz

  • Énergies renouvelables et de récupération

La filière biogaz contribue pleinement aux objectifs de la transition énergétique pour la croissance verte, à savoir le développement des énergies renouvelables, la réduction des émissions de gaz à effet de serre et le développement d’une économie circulaire avec la valorisation des digestats issus de la méthanisation dans l’agriculture.

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 ».

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

Les dernières données, statistiques et analyses sur la filière biogaz (pour la production d'électricité et pour l'injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturels) sont disponibles sur le site du SDES.

Fin mars 2024, 1065 installations produisent de l’électricité à partir de biogaz, correspondant à une puissance installée de 590 MW. En outre, 674 installations injectent du biométhane dans les réseaux de gaz naturel, correspondant à une capacité installée de 12,2 TWh PCS/an.

Potentiel du biogaz

Les gisements potentiels de ressources renouvelables mobilisables en méthanisation ont été évalués dans le cadre d’une étude réalisée par SOLAGRO et AEC pour le compte de l’ADEME en 2018.

Le potentiel théorique de ressources primaires (d'origine agricole, de biodéchets, de résidus d'algues...) pour la méthanisation a été évalué à 140 TWh PCS de production d'énergie primaire en biogaz.

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

Objectifs pour la production de biogaz

Une trajectoire figure dans le plan national d’action en faveur des énergies renouvelables, prévu par la directive 2018/2001 relative à la promotion de l’utilisation des énergies renouvelables.

Ainsi, la programmation annuelle de l’énergie (PPE), outil de pilotage de la politique énergétique, comprend un volet relatif au développement de l’exploitation des énergies renouvelables et de récupération. La PPE définit en particulier les objectifs de développement des énergies renouvelables pour les différentes filières.

Les objectifs de production de biogaz fixés dans la PPE (2019-2028):

  • pour 2023: 14 TWh de production totale de biogaz dont 6 TWh injecté dans les réseaux;
  • pour 2028: entre 24 à 32 TWh de production totale de biogaz dont 14 à 22 TWh injecté dans les réseaux en fonction des coûts de production de biométhane injecté dans les réseaux.

Spécifiquement, pour la production d'électricité à partir de méthanisation, la PPE 2019-2028 fixe les objectifs suivants:

  • pour 2023: 270 MW;
  • pour 2028: entre 340 et 410 MW.

Cadre réglementaire  

Code de l’environnement

Installations classées pour la protection de l’environnement

Les installations de méthanisation relèvent de la rubrique 2781 de la nomenclature des installations classées intitulée "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."
En fonction du type d'intrants utilisés, l'installation de méthanisation est soumise à la rubrique 2781-1 ou 2781-2 :

  • 2781-1: Méthanisation de matière végétale brute, effluents d'élevage, matières stercoraires, lactosérum et déchets végétaux d'industries agroalimentaires
  • 2781-2: Méthanisation d'autres déchets non dangereux

En outre, la quantité journalière de matière traitées (en t/j) fait évoluer le régime auquel l'installation est soumise : Autorisation, Enregistrement ou Déclaration avec contrôles périodiques.

Les installations soumises à autorisation pour la rubrique 2781, sont classées au titre de la rubrique 3532 (Valorisation de déchets non dangereux) et donc relèvent de la directive IED. L'arrêté du 17/12/19 relatif aux meilleures techniques disponibles (MTD - BREF WT) s'applique donc à ces installations. De plus, en fonction de la quantité de gaz inflammable susceptible d'être présente dans les installations (supérieur ou égal à 10 tonnes), celles-ci peuvent relever d'un classement 4310 (Substances inflammables - SEVESO).

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

  • périmètre de protection des captages publics,
  • législation sur l’eau,
  • réglementation sanitaire.

Méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes

Le décret n° 2022-1120 du 4 août 2022 relatif aux cultures utilisées pour la production de biogaz et de biocarburant précise que les installations de méthanisation peuvent être approvisionnées par des cultures principales dans une proportion maximale de 15 % du tonnage brut total des intrants.
Pour les installations de production de biométhane injecté dans un réseau de gaz naturel, mises en service après le 1er janvier 2017, la proportion maximale de cultures principales est applicable pour chaque lot de biométhane (quantité de biométhane injecté sur une période donnée) mentionné à l'article R. 446-1 du code de l'énergie.

Interlocuteurs : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL), Direction Départementale des Territoires (DDT), Direction Départementale de l'Emploi, de la Protection des Populations (DDPP) ou Direction départementales de l'emploi, du travail, des solidarités et de la protection des populations (DDETSPP) 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 :

Ministère de la Transition Energétique

DGEC - Direction de l’énergie

Sous-direction du système électrique et énergies renouvelables

92055 La Défense Cedex

Interlocuteurs : Ministère de la Transition Energétique

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.

Dispositifs de soutien

Le fonds déchets et le fonds chaleur

Depuis 2007, l’ADEME soutient financièrement les investissements de méthanisation de déchets et effluents industriels, agricoles et municipaux, hors installations de valorisation du biogaz issues d’installations de stockage de déchets non dangereux avec:

  • Le fonds "déchets/ économie circulaire" 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 13 décembre 2016 et l'arrêté du 9 mai 2017.

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 différents types de modèles de contrats sont disponibles sur le site d'EDF OA.

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.

Les contrats d'obligation d'achat à tarif réglementé sont réservés aux installations présentant une production annuelle prévisionnelle inférieure à 25 GWh PCS par an.

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 73 et 135 €/MWh 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 compris entre 111 et 178 €/MWh selon la taille de l’installation, auquel peut s’ajouter une prime calculée en fonction de la nature des matières traitées par méthanisation utilisés (« intrants » types effluents d'élevage, boues de stations d'épuration) et en fonction de la taille du réseau de distribution dans lequel s'effectue l'injection du biométhane. 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 10 juin 2023 (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 et des projets R&D concernant la méthanisation (bioéconomie, digestats, valorisation énergétique...). 

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).