Blog de Jérémy Goldyn

Cet article répond  à la demande d’un lecteur désirant avoir plus d’informations sur la production d’énergie électrique à partir des déchets. Avant de lire cet article, je vous invite à lire un autre décrivant de manière général la production d’énergie à partir de la biomasse*. *Voir l’article sur la biomasse : http://www.jeremy-goldyn.com/2008/10/19/la-biomasse-lorsque-les-dechets-deviennent-une-energie/

Définition et introduction

Avant de commencer, il nous faut définir ici la notion de “déchets”. On considèrera que les déchets sont des produits ou sous-produits, d’un processus ou d’un traitement, désirés ou non, qui au final n’apportent à priori aucune valeur supplémentaire au but premier recherché.

La nature des déchets varie en fonction des secteurs d’activité. On peut dresser le tableau suivant reprenant le secteur d’activité, le(s) déchet(s) produit(s) et ce qu’on peut en faire afin de leur donner une valeur ajoutée.

Tous les déchets présentent des propriétés physique, chimique et biologique différentes. Afin de les valoriser, ils doivent donc subir tous des traitements et/ou des processus différents. Comme tous ces procédés requièrent des machines, du matériel, des ressources supplémentaires et différentes, tous les déchets ne présentent donc pas la même valeur. La rentabilité d’un déchet valorisé sera d’autant plus importante que les moyens mis en œuvre pour sa production sont faibles et la demande du marché suffisamment grande pour que le produit valorisé soit rentable . Ainsi, un déchet ne sera valorisé que s’il est économiquement rentable (processus et demande du marché) ou qu’il joue un rôle indispensable de l’ordre social ou écologique pour l’entreprise. Cependant, ce n’est pas parce qu’un déchet n’est pas directement rentable pour l’entreprise qu’il ne l’est pas indirectement par la vente dans une autre filière. Par exemple, l’exploitant forestier de Jatropha Curcas (arbre en Afrique) pour son bois qui ne voit aucun avantage à récolter les baies de l’arbre (baie grasse non comestible valorisable en huile) peut éventuellement les revendre au lieu de les jeter.

Aujourd’hui, de très nombreux déchets sont  valorisables et dans l’avenir, les technologies permettront très certainement de recycler et de valoriser de plus en plus de déchets.

La production d’énergie électrique

Il existe deux filières afin de produire de l’énergie électrique grâce aux déchets :

Dans le premier cas, certains déchets présentent des propriétés « gazogène », c’est-à-dire que dans certaines conditions, ils sont capables de produire une certaine quantité de gaz exploitable, on parle alors de gaz « biogénique ». Ce sont des gaz issus de la fermentation de matières organiques par des bactéries*. Le gaz produit peut alors suivre deux chemins différents :

* voir l’article sur la méthanisation : http://www.jeremy-goldyn.com/la-fermentation-anaerobie/

1. Le gaz est purifié (on élimine les gaz qui ne sont pas intéressants comme le dioxyde de carbone CO₂,le sulfure d’hydrogène H₂S, et on garde les gaz qui présentant des propriétés énergétiques intéressantes comme le méthane CH₄) et stocké en bombonne pour la commercialisation extérieure. Ce procédé est réservé aux entreprises capables de produire de grande quantité de gaz. En effet, dans le cas contraire, le procédé coûterait trop cher. Le gaz est donc directement stocké et utilisé sur place.

2. Le gaz produit est mélangé à l’air et directement brûlé sur place grâce à des turbines à gaz. Ces dernières sont des dispositifs thermodynamiques permettant la production d‘énergie électrique à partir d’énergie chimique (gaz). Le rendement des turbines à gaz n’est que de 30 à 35 %. En effet, une grande partie de l’énergie est utilisée dans la compression des gaz. On peut augmenter le rendement jusqu’à 50 % voir plus, en récupérant la chaleur et en l’utilisant dans des réseau de chaleur. C’est ce qu’on appelle plus communément la «cogénération».

Dans le deuxième cas, les déchets ne présentent pas de propriétés « gazogène » mais ils sont incinérés car c’est la meilleure manière de réduire leur volume et leur poids. Ce sont principalement nos déchets ménagers et les déchets industriels. Ces déchets sont délicatement mélangés afin d’obtenir un plus ou moins bon combustible afin de produire la quantité d’énergie la plus importante possible. Cette énergie permet de produire de l’eau chaude sous forme de vapeur afin d’alimenter un alternateur pout produire de l’énergie électrique. Ici également, le processus de « cogénération » est d’application.

Conclusion

Selon les cas, surtout une question d’échelle de production  et de marché, il sera soit plus intéressant de commercialiser les déchets valorisés soit de les exploiter directement afin d’en faire de l’énergie.

Que ce soit dans les processus, les traitements, les matières utilisées, la logistique, il est toujours possible d’optimiser les éléments de la chaine de production et même de distribution afin  d’augmenter significativement les rendements et directement ou indirectement les revenus.

La production d’électricité à partir de biogaz ne peut que s’accroître et devenir de plus en plus concurrentielle face aux autres méthodes de production d’électricité (gaz naturel, charbon, pétrole). La cogénération est même très certainement une solution d’avenir dans la gestion durable de l’énergie. À ce titre, on comprend vite l’importance du développement des réseaux de chaleur et de la production d’énergie décentralisée.