L'une des sources d'énergie renouvelables est le biogaz. Sa formation ne semble pas compliquée. D'autre part, l'utilisation du biogaz, ainsi que la production d'énergie avec son aide, donne de très bonnes chances d'augmenter l'efficacité d'une centrale de cogénération. Il vaut la peine de voir exactement comment le biogaz est produit, à quoi ressemble la composition du biogaz et quelle est son application exacte.
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Biogaz - qu'est-ce que c'est et sa composition
Le biogaz n'est rien de plus qu'un mélange de gaz dont la formation est attribuée à la fermentation anaérobie ou anaérobie. Le plus souvent, il provient du secteur agricole, car les plantes, les excréments d'animaux et d'autres composés organiques sont décomposés. Ils comprennent également les déchets biodégradables. Il s'agit donc d'une énergie renouvelable dont la production a un effet extrêmement bénéfique sur l'environnement naturel. La formation de biogaz contribue, entre autres, à réduire le nombre de décharges.
La composition du biogaz comprend principalement du méthane et du dioxyde de carbone. Cependant, la composition exacte des gaz et leur pourcentage dépendent de la composition du biogaz. À cet égard, il existe trois groupes de substrats sur la base desquels la production de biogaz a lieu. Le premier groupe comprend les déchets ménagers, qui créent ce que l'on appelle le gaz de décharge. Ce type de déchets produit du biogaz dont le principal composant est le méthane (jusqu'à 60 %) et le dioxyde de carbone (jusqu'à 40 %). De plus, les graphiques montrent la vapeur d'eau, l'azote et l'oxygène.
Un pourcentage beaucoup plus élevé de méthane est produit à la suite de la fermentation des déchets agricoles, ainsi que des résidus générés lors du fonctionnement des stations d'épuration. Dans ces cas, la production de méthane atteint jusqu'à 75 % et celle de dioxyde de carbone de 20 à 30 %. Il faut également mentionner qu'en fonction des déchets agricoles ou des décharges, la composition du biogaz peut contenir de l'hydrogène sulfuré et des silicates sous forme de boues. Si des sédiments apparaissent, ils doivent être éliminés car ils sont traités comme une impureté.
Comment est produit le biogaz ?
Pour comprendre à quoi ressemble la production de biogaz, il faut revenir sur les trois principaux substrats qui ont une très grande influence sur la composition finale du biogaz. Il ne faut pas oublier que la production de biogaz est un processus naturel que l'on peut observer dans toutes les décharges municipales. Cependant, pour que les déchets génèrent de l'énergie renouvelable, la production doit avoir lieu de manière contrôlée.
Par conséquent, nous pouvons distinguer trois technologies de génération de biogaz, qui comprennent :
- Production de biogaz agricole - le plus souvent, ils sont situés à proximité de grandes zones de cultures ou d'élevage. La composition du biogaz est influencée par un substrat tel que la biomasse végétale, le lisier ou les déchets de production animale ou végétale (sucreries, abattoirs). La formation de biogaz agricole, ainsi que d'engrais organiques, n'est souvent pas uniquement le résultat de déchets agricoles. Il convient également de mentionner les cultures spéciales de plantes telles que le maïs, la betterave sucrière ou la betterave fourragère, à partir desquelles le pourcentage de méthane est obtenu.
- Production de biogaz à partir de déchets municipaux - l'énergie renouvelable ainsi générée, et plus précisément sa quantité, dépend de la composition exacte du substrat. Malheureusement, cette information est ambiguë, donc à partir d'une décharge de 1 tonne, il est possible d'obtenir de 200 à 500 m3 de biogaz. Le meilleur effet semble être une décharge composée de déchets organiques, ou principalement de déchets organiques.
- Production de biogaz à partir de stations d'épuration - dans ce cas, des boues d'épuration sont utilisées, qui se forment à la suite de technologies de traitement biologique des eaux usées. Cependant, en raison de la composition très diverse du sédiment, qui peut également être dangereux pour l'homme, il doit être soumis à une fermentation aérobie ou anaérobie. C'est précisément dans le cas d'une fermentation sans utilisation d'oxygène qu'il s'agit de la formation de biogaz. Si vous cherchez plus de conseils, consultez aussi articles sur les sources d'énergie renouvelables rassemblés ici.
Le pouvoir calorifique du biogaz et son application
L'énergie renouvelable sous forme de biogaz est l'un des combustibles au pouvoir calorifique le plus élevé. Le pouvoir calorifique du biogaz est même de 23 MJ/m3. A titre de comparaison, le pouvoir calorifique de la houille varie de 22 à 27 MJ/m3, selon sa qualité. Les combustibles tels que la paille, les granulés de bois ou le bois sec ont un pouvoir calorifique beaucoup plus faible. Par conséquent, le biogaz est un combustible plus rentable que la biomasse. Quant au combustible le plus calorifique, le pouvoir calorifique du fioul domestique est le plus élevé puisqu'il est supérieur à 40 MJ/m3.
L'utilisation du biogaz agricole, de la mise en décharge ou de la fermentation des boues d'épuration est vraiment très large. Grâce à elle, de l'électricité ou de la chaleur peuvent être générées. Lorsqu'il s'agit de produire de l'électricité, des moteurs spéciaux à double carburant ou des turbines électriques sont utilisés à cette fin. D'autre part, l'utilisation du biogaz pour la production d'énergie thermique est possible avec des chaudières adaptées. Ce type d'installation doit nécessairement être adapté à ce type de carburant.
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Le biogaz, à côté du gaz naturel, est également largement utilisé dans les centrales de cogénération. La cogénération est une technologie de production qui produit non seulement de l'électricité, mais aussi de la chaleur. Dans les procédés de ce type, il existe une large application des sources d'énergie renouvelables. La cogénération évite la perte d'énergie thermique, qui est traitée comme un déchet dans les centrales électriques traditionnelles. Il convient d'ajouter que l'électricité est produite de cette manière beaucoup plus efficacement.
Ainsi, la cogénération permet d'alimenter diverses installations à très forte demande en énergie thermique. Il ne faut pas oublier que la cogénération est une solution assez innovante. Cependant, à l'échelle européenne, l'électricité et la chaleur résultant de ce type de procédés représentent environ 10 % des parts. Malheureusement, ce type d'installation n'est toujours pas disponible pour les bâtiments résidentiels unifamiliaux.
Énergies renouvelables versus biomasse et géothermie
Le biogaz n'est pas le seul type de carburant qui appartient aux sources d'énergie renouvelables. Cependant, il convient de rappeler que grâce à elle, il est possible d'obtenir de l'électricité et de la chaleur en même temps. La cogénération apparaît comme une solution de plus en plus populaire, également appelée énergie verte. Cependant, outre le biogaz agricole, nous pouvons également traiter d'autres sources d'énergie renouvelable. Il s'agit, entre autres, de la géothermie et de la biomasse.
Autres sources d'énergie renouvelables :
- Biomasse - en même temps, elle peut être un combustible direct pour obtenir de l'énergie thermique. Une installation sous la forme par exemple d'une chaudière à pellets ou d'une chaudière à gazéification est adaptée à cet effet. L'installation biomasse se distingue également par des chaudières à combustion supérieure ou inférieure. De plus, la biomasse peut également être traitée comme un substrat pour la production de biogaz.
- L'énergie géothermique - c'est l'énergie thermique extraite de l'intérieur de la terre, du sol ou de l'eau contenue dans les roches. La géothermie est le type d'énergie le plus difficile à obtenir, mais avec un rendement très élevé. L'installation est extrêmement coûteuse et la possibilité de son installation dépend des conditions géologiques et géomorphologiques. L'énergie géothermique est également un moyen extrêmement coûteux de produire de la chaleur ou de l'électricité en raison des travaux de forage impliqués, souvent d'une profondeur considérable.
