Déchets pour la production de biogaz : biocarburants et matières premières pour les technologies vertes

Martín Muñoz Morales, Universidad de Castilla-La Mancha; Álvaro Ramírez Vidal, Universidad de Castilla-La Mancha y Javier Llanos López, Universidad de Castilla-La Mancha

L’énergie est essentielle à l’indépendance économique et au développement social. Ces dernières années, il est devenu urgent d’utiliser des technologies vertes et de réduire notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles. Cela est dû à des raisons économiques (prix élevés de l’énergie) ainsi qu’à des raisons environnementales, sociales et stratégiques.

L’utilisation de combustibles fossiles contribue au changement climatique. En outre, le fait de dépendre de pays tels que la Russie pour l’approvisionnement en énergie crée un risque social et stratégique. Il est donc essentiel de promouvoir l’utilisation des énergies renouvelables, telles que le biogaz, dans un avenir proche.

Le biogaz est un mélange de méthane, de dioxyde de carbone (CO₂) et d’autres impuretés. Il est obtenu par un processus appelé digestion anaérobie, au cours duquel des micro-organismes décomposent la matière organique en l’absence d’air. Après épuration, le biogaz est converti en biométhane, un gaz similaire au gaz naturel.

Les matières premières utilisées pour la production de biogaz comprennent les déchets ménagers, industriels et agricoles. Ce processus est durable car il utilise des déchets qui, autrement, seraient mis en décharge. Toutefois, pour qu’il soit efficace, plusieurs défis doivent être relevés.

Situation en Europe et en Espagne

La réglementation de la production de biogaz en Europe est incluse dans la directive (UE) 2018/2001. Globalement, l’Europe atteint actuellement 20 milliards de mètres cubes de biogaz et de biométhane, mais avec de nombreuses différences entre les pays membres.

En 2022, un plan a été établi dans l’Union européenne, appelé RePowerEU, qui propose d’augmenter la production de biogaz et de biométhane d’ici 2030. L’objectif est d’atteindre 35 milliards de mètres cubes par an avec un investissement d’environ 37 milliards d’euros. L’objectif est d’accroître l’autonomie énergétique de l’Europe et de réduire sa dépendance au gaz russe.

Cette production devrait être conforme à la collecte séparée des biodéchets qui doit avoir lieu cette année conformément à la directive européenne sur les déchets 2008/98/CE. Cette collecte contribuerait à la production à grande échelle de biométhane en utilisant ces déchets comme matière première. Elle générerait également de nouvelles opportunités commerciales pour les zones rurales.

En Espagne, la production actuelle de biométhane est estimée à environ 25 millions de mètres cubes par an. Cela ne représente que 0,5 % de l’objectif fixé pour ce pays dans le plan RePowerEU pour 2030. Pour augmenter ce pourcentage, il existe actuellement plus de 200 projets de production de biométhane en Espagne, selon le rapport SEDIGAS sur le potentiel de production de bioéthane de l’Espagne.

Un exemple d’usine de biogaz et de biométhane actuellement en construction se trouve en Andalousie, à La Calahorra (Grenade), avec une capacité de production de biométhane d’environ 6 millions de mètres cubes par an. Cette usine contribuera de manière importante à la réduction des émissions de CO₂, à l’amélioration des ressources énergétiques et à l’économie locale.

Défis en Espagne

Pourquoi l’Espagne compte-t-elle peu d’installations de biogaz ? Parmi les raisons, on peut citer l’absence de politiques favorables et le rejet social. La logistique des déchets est compliquée, car les usines sont souvent situées dans des zones rurales et les coûts de transport sont élevés.

En outre, la planification urbaine et les réglementations en matière de déchets compliquent l’implantation des usines et l’utilisation des sous-produits générés. Ces sous-produits comprennent des déchets appelés digestats. Ces digestats sont la partie de la matière organique que les micro-organismes ne peuvent pas digérer et leur production devrait croître de manière significative dans les années à venir.

Ces déchets sont-ils dangereux ? La plupart d’entre eux ne le sont pas et peuvent être utilisés. Cependant, comme ils contiennent beaucoup d’azote, la réglementation actuelle limite leur utilisation comme engrais. Une bonne idée est donc de valoriser ces sous-produits grâce à des stratégies d’économie circulaire, générant ainsi un bénéfice économique et environnemental.

Comment réutiliser les déchets produits

Parmi les différentes alternatives de réutilisation, on trouve leur transformation par des procédés qui soumettent les déchets à des températures élevées. L’objectif est de les convertir en biochar, des matériaux qui ont une grande surface. Ces matériaux peuvent être utilisés dans une grande variété d’applications.

Au Laboratoire des technologies intégrées de récupération environnementale (EARTH) de l’Université de Castilla-La Mancha, nous avons réussi à convertir de vrais digestats en biochars. Avec ces biochars, nous avons pu concevoir des procédés d’un grand intérêt énergétique ou environnemental. Par exemple, il est possible de produire de l’hydrogène, de réduire le dioxyde de carbone de l’environnement ou de produire de l’eau oxygénée.

En conclusion, le biogaz est une source renouvelable qui pourrait réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et les émissions de CO₂. Sa production en Espagne augmentant rapidement, les déchets générés doivent être gérés de manière durable. Des solutions telles que celles proposées par le laboratoire EARTH, dans le cadre de l’économie circulaire, contribuent au développement de ces technologies vertes pour répondre à nos besoins énergétiques.

Martín Muñoz Morales, Profesor Contratado Doctor. Departamento de Ingeniería Química., Universidad de Castilla-La Mancha; Álvaro Ramírez Vidal, Investigador predoctoral y ayudante, Universidad de Castilla-La Mancha y Javier Llanos López, Catedrático de Ingeniería Química, Universidad de Castilla-La Mancha

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original. Traduction Enerzine.com