Biométhane

Définition

Le biométhane est une forme du méthane, de type biogène issu d'une méthanisation biologique et qui n'est pas d'origine fossile. Il est produit à partir de substances biogènes et il est un composant du biogaz. Le biométhane est utilisé pour la production d'électricité et de chaleur dans les centrales de cogénération ou comme combustible pour les véhicules.

Du biométhane issu de méthanisation :

Le biogaz peut être produit par méthanisation, par digestion anaérobie avec des organismes méthanogènes ou anaérobies, qui digèrent la matière à l'intérieur d'un système fermé ou la fermentation de matériaux biodégradables. Ce système fermé est appelé digesteur anaérobie, biodigesteur ou bioréacteur

Explications

Le biométhane, ou biogaz naturel, est un gaz naturel renouvelable produit à partir de matières organiques en décomposition telles que les boues de traitement des eaux usées, les déchets alimentaires, le fumier animal, les gaz de décharge, les arbres morts et les déchets solides municipaux par un processus appelé digestion anaérobie.

Les processus naturels et techniques sont éligibles à la production de masse. Avant l'application et la distribution, le biogaz produit doit être traité au biométhane et séparé des autres constituants gazeux.

Genèse

Le méthane peut être produit à la fois techniquement et naturellement. Le biométhane peut être produit techniquement par gaz de synthèse issu de la gazéification de la biomasse. Le biométhane produit de cette manière est également connu sous le nom de gaz naturel synthétique.

Actuellement, cependant, est plus couramment utilisé le "biogaz". Il est formé par la décomposition de la matière organique en l'absence d'oxygène. Techniquement contrôlés, ces processus ont lieu dans des usines de biogaz. La plus grande partie du biogaz produit est le méthane (CH₄) avec50–75. En outre, principalement du dioxyde de carbone (CO₂), mais aussi d'autres gaz tels que N₂, NH₃, H₂, H₂S, O₂, des composés organiques volatils, des siloxanes et des thiols. Pour la production de biogaz dans les usines de biogaz, on utilise généralement des cultures énergétiques, du lisier, de la paille (résidus dans la récolte de céréales) et parfois des résidus organiques utilisés comme substrats. Cependant, le biométhane est également produit naturellement comme composant du biogaz dans les couches souterraines sans oxygène, les tourbières, les marécages, les zones anaérobies des sédiments et les rizières, ainsi que dans les décharges, les cuves à lisier ou les émissions d'élevage.

En 2012, la première usine a été mise en service à Zörbig (Saxe-Anhalt), qui peut produire 260 000 tonnes de biométhane de paille à partir de (2017) par an.

Préparation

Avant d'être injectés dans le réseau de gazoducs, les gaz bruts produits par la fermentation et saturés de vapeur d'eau sont traités à la qualité du gaz naturel. Avant tout, ce traitement des gaz comprend l'élimination complète de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'hydrogène sulfuré, ainsi que le conditionnement et la compression. Pour que le biométhane puisse être utilisé comme substitut du gaz naturel, le pouvoir calorifique (indice de Wobbe) doit être ajusté en particulier. En fonction des contraintes techniques et économiques, différents procédés de traitement du gaz sont utilisés et combinés.

Les premières étapes de traitement et de nettoyage grossier (déshumidification et désulfuration) sont déjà réalisées dans l'usine de biogaz. Le biogaz brut produit contient après ces étapes une teneur en méthane de 50 à 60 % en moyenne et une teneur en dioxyde de carbone de 35 à 45 %. Le reste est composé d'azote, d'oxygène et d'autres gaz.

Dans le traitement en aval du biométhane, en particulier le composant dioxyde de carbone et les traces restantes de sulfure d'hydrogène par différents procédés physiques ou chimiques (absorption, adsorption ou filtration) éliminés du biogaz et du méthane fortement enrichis. Le biométhane résultant est conditionné (ajustement de la valeur calorifique au moyen de GPL comme le propane et le butane ou l'air) et ensuite comprimé pour être injecté dans le réseau de gaz naturel ou pour être fourni comme biocarburant.

De plus, une mesure de la qualité du gaz doit être utilisée pour enregistrer les paramètres importants du gaz fourni (pouvoir calorifique, pouvoir calorifique, indice de Wobbe, densité, etc.) et une détermination de la quantité d'énergie transférée (pouvoir calorifique de facturation). Le but de ces exigences de qualité du gaz est de fournir aux utilisateurs la même qualité de gaz (notamment en ce qui concerne le pouvoir calorifique) et de facturer la quantité d'énergie consommée. En outre, pour des raisons de sécurité, une odorisation du gaz, de sorte que le gaz transparent et inodore peut être détecté par l'odorat.

Usage

Le biométhane peut être utilisé pour l'énergie soit en l'alimentant dans le réseau de gaz naturel (biogaz naturel), soit en biocarburant pour les véhicules au gaz naturel. Alors que l'injection de biométhane est de plus en plus importante, l'utilisation du biométhane comme combustible n'a jusqu'ici été qu'une application de niche.

Le biométhane, ainsi que le gaz naturel, peuvent être utilisés comme carburant dans les moteurs automobiles, mais jusqu'à présent, le biogaz est rarement utilisé de cette manière. Les véhicules convertis pour une utilisation avec un fonctionnement au gaz naturel pur ou bivalent peuvent également être utilisés avec du biométhane. Contrairement au gaz naturel, cependant, le biométhane est presque neutre en CO₂. De plus, avec le biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel, le gaz naturel utilisé comme combustible contient également une proportion de biométhane.

Le lancement sur le marché de la pile à combustible, le haut rendement électrique à atteindre et la longue durée de vie rendent l'utilisation du biométhane dans une pile à combustible intéressante dans la mesure où l'électricité et la chaleur sont produites à partir de matières premières renouvelables.

En rapport avec "biométhane"

• gaz naturel

  

  Le gaz naturel est une combinaison de plusieurs gaz d'hydrocarbures fossiles, utilisé comme combustible.

• acide méthanesulfonique

  

  L'acide méthanesulfonique (acide méthylsulfonique) est un alcane d'acide sulfonique dans lequel le groupe alkyle directement lié à la fonctionnalité sulfo...

• chlorométhane

  

  Le chlorométhane (chlorure de méthyle, R-40 et HCC 40) est un composé organique largement utilisé comme réfrigérant (Fréon 40).

• dichlorométhane

  

  Le dichlorométhane (chlorure de méthylène) est un composé organique principalement utilisé comme solvant.