Revue AE&S vol.10, n°1, 3 - juin 2020

AGRONOMIE ET METHANISATION

PARTIE 1 : ETAT DES LIEUX DE LA FILIERE ET PERSPECTIVES D'EVOLUTION

Emergence, état actuel et enjeux pour la filière méthanisation en France : le point de vue de l’ADEME

Julien THUAL*

 

*ADEME - Service Mobilisation et Valorisation des Déchets - Direction Economie Circulaire et Déchets - julien.thual@ademe.fr

 

 

 

Introduction

La méthanisation est une filière considérée comme prometteuse par l’ADEME, tant sur les services environnementaux qu'elle peut apporter, la production d’une énergique renouvelable que sur la diversification des activités agricoles. Ce texte retrace la genèse de la méthanisation sur notre territoire dans les années 1970 puis décrit la filière actuelle et pointe les enjeux pour les années à venir. L’ADEME (Agence de la Transition Ecologique) est un organisme public qui accompagne les entreprises, collectivités locales, pouvoirs publics mais aussi les particuliers dans la transition Ecologique. Elle est notamment chargée d’accompagner les porteurs de projet de méthanisation dans leurs démarches, études de faisabilité, etc.

 

D’un modèle très vertueux à un besoin de modèles simplifiés et standardisés

Avec les premiers tarifs d’achat de l’électricité issue de la cogénération (combustion du biogaz pour produire l’électricité et valorisation concomitante de la chaleur produite) en 2001, puis 2006, quelques premières installations de méthanisation agricole ont vu le jour, mais c’est surtout à partir de 2011 qu’on a pu observer un véritable décollage de la filière. Ou du moins « re-décollage » si on fait référence à la période consécutive au double-choc pétrolier des années 70 qui avait vu une flambée de projets de méthanisation, mais progressivement abandonnés dans un contexte de retombée du prix des énergies conventionnelles et du développement de l’électro-nucléaire.

Le modèle français initial encouragé dès le début des années 2000 était une méthanisation très élaborée, avec une codigestion des biodéchets et des coproduits des entreprises du territoire, l’association des acteurs locaux, publics et privés, la création d’ateliers de valorisation de la chaleur autour de la cogénération (production d’électricité et d’une chaleur co-produite  à valoriser), et une limitation stricte du recours à la biomasse cultivée pour une maximisation des bénéfices sur tous les plans. Un modèle fort vertueux donc, …mais complexe aussi.

Ce dispositif a permis de faire émerger de très beaux projets, proches de leur territoire, mais difficiles à transposer dans un contexte d’objectifs de développement ambitieux en terme de nombre d’unités de méthanisation à mettre en service.

Depuis, la filière a tiré enseignement de ces premiers projets et mis en place les solutions qui étaient nécessaires face aux verrous rencontrés autour de la valorisation de chaleur, la gestion des inertes (matières non biodégradables comme les sables, les matières plastiques, etc.) en entrée de digesteur, et la nécessaire validation et maturité des technologies.

Dernièrement, la faisabilité d’injecter du biométhane dans le réseau de gaz naturel a été plus que démontrée. On peut même dire que ce pari a été gagné par la filière. Ce succès est dû aux premières installations, à leurs exploitants et partenaires, à la diffusion des bonnes pratiques ainsi qu’au fort dynamisme des opérateurs des réseaux gaziers.

Mais pour passer à la vitesse supérieure, étape qui est en cours, il y a un fort besoin de modèles plus simples pour répondre à un objectif de standardisation, de massification et de baisse des coûts.

 

800 installations en service, et de 200 à 400 projets par an à partir de 2020

Au 1er janvier 2020, la France compte environ 800 installations de méthanisation dont environ 600 installations agricoles ou centralisées. Ces deux derniers secteurs sont les plus dynamiques avec un rythme de mise en service depuis 2019 qui dépasse les 100 unités par an. Sur la même année, l’ADEME a contractualisé plus de 150 projets de méthanisation. En 2020, si l’on regarde le nombre de projets déposés auprès de l’ADEME et les projets enregistrés en « procédure d’identification ADEME », on peut estimer que la dynamique en cours est située entre 200 et 400 projets par an.

 

De la cogénération à l’injection

Avec l’encouragement national à l’injection du biométhane - chaque fois que possible car d’un meilleur rendement énergétique que la cogénération - les projets de cogénération sont moins nombreux désormais, de l’ordre de 50 projets par an, et plutôt réservés aux petites puissances ou aux zones rurales non desservies par le gaz. On observe que 75% des projets en cogénération ont une puissance installée comprise entre 100 et 300 kWe1, et s’appuient sur des approvisionnements à base principale d’effluents d’élevage. Ils recourent assez peu à la biomasse cultivée. En revanche, 2 projets sur 3 se font maintenant en injection du biométhane. 75% de ces projets se situent dans la tranche de 50 à 200 Nm3h2. Les approvisionnements sont plus conséquents en mobilisant en moyenne annuelle 17 000 t de substrats par projet et une part plus importante de cultures de type « cultures intermédiaires à vocation énergétiques » (CIVE).

 

Les objectifs de la « programmation pluriannuelle de l’énergie » (PPE) pour la méthanisation

Les derniers objectifs fixés dans le cadre de la PPE sont rappelés et traduits en nombre d’installations dans le tableau suivant.

Pour l’électricité ces objectifs sont atteignables. Pour l’injection, les objectifs pourraient sûrement être atteints dans les conditions actuelles de développement de la filière, mais deux nouvelles contraintes sont à prendre en compte : une baisse et nouvelle composition du tarif biométhane à venir et la demande par la PPE de réduction des coûts de production.

 

CIVE, acceptabilité, cycle du carbone, biologie des sols…

Dans le développement de cette filière des questions restent à investiguer pour toujours mieux connaître et mieux orienter les projets. Ces thématiques ont été clairement identifiées aujourd’hui et font l’objet d’approfondissement dans le cadre de projets de recherche.

Les CIVE sont de plus en plus présentes sur les projets d’injection de biométhane (en moyenne 25%, mais variable de 0 à 100 % selon les projets, les régions agricoles, les exploitations...), mais la soutenabilité de cet approvisionnement, fort méthanogène, est conditionnée à une gestion agronomique et environnementale exemplaire. Les études en cours visent à mieux connaître les impacts des CIVE, leur intégration dans les systèmes de culture, à assurer leur réussite agronomique et formuler des recommandations de bonnes pratiques, en particulier sur la gestion parcimonieuse des ressources hydriques dans un contexte tendanciel d’accentuation des sécheresses estivales.

La mobilisation des biomasses agricoles en méthanisation interroge aussi sur les impacts et bénéfices du point de vue du stockage de carbone dans les sols. Des programmes passés comme Méthalae ont déjà apporté des éléments de réponse mais doivent être approfondis.

 

Le financement des projets, 1er verrou à lever

Un projet de méthanisation agricole est un très gros investissement à porter pour une exploitation agricole. En cogénération cela représente un investissement moyen de 2 millions d’euros, et 5,5 millions d’euros pour les projets d’injection.

A ce jour, et en l’état actuel des tarifs d’achat de l’énergie, le principal obstacle est le financement des projets et la mobilisation de fonds propres. Les organismes bancaires sont encore trop exigeants avec les porteurs de projets en demandant un niveau élevé de garanties pour accorder des prêts, et notamment un niveau de fonds propres élevé. Pourtant les projets sont de plus en plus robustes, les approvisionnements en substrats se consolident, et la filière se professionnalise, comme en témoigne la démarche qualité filière Qualimétha, lancée au début de cette année en France.

Parrallèlement, la rentabilité des projets s’améliore et ne nécessite plus autant d’aides publiques que par le passé. Surtout, avec la massification du nombre de projets, le soutien public au cas par cas n’apparaît plus approprié ni adapté.

Ainsi en attendant une baisse du niveau de fonds propres demandés par les organismes bancaires, pour accélérer le rythme actuel de développement, la filière devra compter sur la mobilisation collective des fonds propres semi-publics ou privés : petits collectifs, fonds de capitaux (SEM, citoyens, sociétés etc.) voire les fonds de garantie de prêts. Les fonds citoyens sont aussi grandement à encourager car ils participent à l’acceptation locale des projets et une redistribution de la richesse créée en direction des habitants du territoire.

Notes

[1] Kilowatt électrique Le kWe correspond à la puissance produite sous forme électrique, ici à partir de l’énergie thermique de la combustion du biogaz

[2] Nm3 : normo mètre cube, unité de mesure de quantité de gaz pour 1 m3 dans les conditions normales de température et de pression

 

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