La biomasse : une ressource encore mal connue

 

Considérée comme énergie renouvelable, la production d’énergie à partir de biomasse permet de valoriser des déchets agricoles ou issus de l’industrie du bois (gestion des forêts, scieries). Elle permet de produire de l’électricité, mais aussi du gaz  vert et des biocarburants. Plus précisément, comment créer de l’énergie grâce à la biomasse ? Comment est-elle utilisée en France ? Comment peut-elle aider les industries à réduire leur empreinte carbone ? Carbonloop fait le point.

Qu’est-ce que la biomasse ?

Définition et usage

Selon la définition de l’Insee, la biomasse « est l’ensemble des matières organiques pouvant devenir des sources d’énergie. Elles peuvent être utilisées soit directement (bois énergie) soit après une méthanisation de la matière organique (biogaz) ou de nouvelles transformations chimiques (biocarburant). »

 

Source d’énergie primaire, elle peut également intervenir dans la production d’électricité verte. En effet, elle peut servir à produire de l’électricité dans une centrale biomasse. Elle peut aussi servir à produire du biogaz qui sera utilisé pour verdir le mix des centrales thermiques à flammes.

 

Pourquoi la production d’énergie à partir de biomasse est une énergie renouvelable ?

 

La biomasse fait partie des ressources renouvelables. En effet, il s’agit de la part biodégradable de certains déchets organiques d’origine :

• Ménager ;
• Agricole ;
• Industrielle ;
• Sylvicole.

La valorisation de ces déchets renouvelables permet de produire divers produits énergétiques. Ces déchets proviennent de ressources quasiment inépuisables. C’est pourquoi, au même titre que l’énergie solaire ou éolienne, elle est considérée comme une énergie verte.

 

La transformation de biomasse en énergie pollue-t-elle ?

 

La combustion de la biomasse émet des GES, notamment du CO2. Toutefois, elle n’est pas considérée comme une activité qui contribue au réchauffement climatique. La biomasse présente un bilan carbone neutre, à condition que l’on plante autant que l’on brûle, ce qui est le cas en France (gestion durable des forêts). Lors de sa croissance, la plante absorbe en effet du CO2, lequel est rejeté dans l’atmosphère lors de la combustion » comme le précise le Céréma.

 

Une énergie méconnue pourtant très utilisée : les chiffres clés de la filière

 

D’après le ministère de la Transition écologique « La biomasse-énergie est la principale source d’énergie renouvelable en France : elle représente plus de 55 % de la production d’énergie finale ». Comment est-elle utilisée dans l’Hexagone ? 

 

La biomasse-énergie, comme source de chaleur

 

La biomasse-énergie fait partie des principales sources de production de chaleur en France. Selon les données du ministère de la Transition écologique, elle représentait en 2019, 23% du mix des réseaux de chaleur en France, derrière le gaz naturel (35%) et l’incinération des déchets urbains (24%).

 

Il y a fort à parier qu’elle prenne de l’ampleur dans les années à venir. Dans le cadre du plan de sobriété énergétique et pour réduire sa dépendance aux énergies fossiles, la France souhaite diminuer sa consommation de gaz et d’électricité de 10% entre 2022 et 2024. Pour cela, elle devra travailler au développement des énergies vertes. En effet, l’Hexagone s’est aussi fixé comme objectif d’atteindre 38% de la chaleur d’origine renouvelable, d’ici 2030.

 

Zoom sur le fonds chaleur de l’Ademe Pour accompagner le développement de la production de chaleur renouvelable, des aides sont proposées par l’État comme le Fonds Chaleur de l’Ademe. Doté d’une enveloppe de près de 1 milliard d’euros sur la période 2020-2022, ce fonds octroie des subventions aux entreprises, industries et collectivités qui souhaitent déployer des solutions de chaleur renouvelable.

 

Production d’électricité verte

 

Les bioénergies représentent une petite part de la production d’électricité verte en France. Selon les données du Syndicat des Énergies Renouvelables (SER), au 31 décembre 2022, elles représentent 2,2 GW d’électricité verte sur une capacité totale de 59,7 GW, soit un peu moins de 3,7%. Au total, toutes sources d’énergie confondues, elles constituent 1,7 % de l’électricité annuelle consommée en 2021.

 

Bien qu’encore peu importantes dans la production d’électricité, elles se développent. Entre 2020 et 2021, le SER enregistre une progression de 3,8%.

 

Les biocarburants

 

D’après la définition du ministère de la Transition écologique, « Les biocarburants sont des carburants de substitution obtenus à partir de la biomasse ». La filière biocarburant utilise avant tout les résidus de biomasse agricoles. En 2019, 7,9% des composants de l’essence en France étaient d’origine renouvelable.

 

Des études sont menées pour accélérer le développement des carburants écologiques, notamment dans le secteur aérien. En effet, le recours aux biocarburants dans l’aviation pourrait réduire de 50 à 90 % les émissions de gaz à effet de serre du secteur par rapport au kérosène selon le think tank IFP Énergies nouvelles (IFPEN).

 

Une source de production d’énergie au service de l’industrie

Pour transformer la biomasse en énergie, on peut avoir recours à diverses techniques :

 

• La méthanisation ;
• La combustion ;
• La pyrolyse.

 

Comment fonctionne la production d’énergie grâce à la biomasse ? Voyons chacune de ces techniques de valorisation organique à la loupe.

 

La méthanisation ou gazéification

 

La méthanisation consiste à produire du biogaz à partir de déchets organiques (déchets agricoles, déchets industriels, rebuts de station d’épuration). Dans un environnement clos et privé d’oxygène, on procède à une fermentation de la matière organique. La dégradation de la matière engendre :

• un biogaz renouvelable qu’il faut purifier avant d’injecter dans le réseau ;
• un résidu liquide appelé digestat qui peut servir de fertilisant naturel.

 

Combustion et cogénération

La biomasse peut être utilisée pour fabriquer de l’électricité. Par la combustion du bois énergie ou de gaz, on peut produire de la vapeur qui va entraîner une turbine et un alternateur.

Cette combustion génère également de la chaleur. C’est pourquoi on parle de cogénération. Cette chaleur peut être réinjectée dans un réseau à des fins de chauffage et de production d’eau chaude.

 

La pyrolyse de biomasse

La pyrolyse consiste à faire monter en température de la biomasse dans un milieu privé d’oxygène.  En portant à plus de 500°C, la biomasse peut créer du syngaz (gaz de synthèse). Afin de purifier ce gaz et de casser les chaînes de goudrons créées par la combustion, on le porte à 1 200°C. Une fois propre, ce gaz peut avoir diverses finalités. Ce procédé génère aussi simultanément à la production d’énergie un produit : le biochar. Le biochar capte la majorité du carbone contenu dans la biomasse au moment de sa transformation en énergie.

C’est la solution portée par Carbonloop. Nous accompagnons les sites industriels dans l’installation d’un ou plusieurs modules de pyrolyse de biomasse. Alimenté par des déchets de biomasse, il permet à une industrie de produire environ 5 600 MWh de gaz renouvelable par an.

Pour des besoins autres en énergie (électricité, chaleur ou hydrogène), deux autres offres de Carbonloop existent, avec le même procédé mais des configurations différentes. Elles permettent de générer 1 800 MWh d’électricité et 1 800 MWh de chaleur renouvelable ou 360 kg/jour d’hydrogène vert selon les configurations.

Cela leur permet d’éviter le recours à une énergie fossile. Ainsi, l’industrie peut réduire son empreinte carbone.

 

Dans une optique d’économie circulaire, nous faisons attention à proposer des résidus de biomasse forestière produits à moins de 100 km du site industriel.

Le biochar, un résidu de la biomasse aux multiples vertus

Le biochar est un charbon végétal résultant de l’action de la pyrolyse de la biomasse. Ce charbon végétal est précieux. De composition poreuse, il permet d’amender les sols en améliorant la rétention des fertilisants associés et la rétention d’eau. Il permet d’amender les sols avec un besoin réduit en fertilisants et en eau.

 

Une fois dans le sol, il agit comme un puits de carbone. Il présente des propriétés de séquestration du CO2 sur le long terme. Il est d’ailleurs considéré par le GIEC comme une « negative emission technology ». Comme le rappelle l’Office fédéral de l’environnement de la Confédération suisse « Les technologies d’émission négative (NET ou technologies CDR, carbon dioxide removal) retirent durablement le dioxyde de carbone (CO2), gaz à effet de serre, de l’atmosphère terrestre ».

 

Carbonloop accompagne les industries à valoriser ce biochar dans des exploitations agricoles pour générer des crédits carbone. Dans une logique de compensation carbone volontaire, l’industrie peut ensuite les ajouter à sa comptabilité carbone. La solution de Carbonloop à base de biomasse permet donc à une industrie de réduire et compenser ses émissions de CO2 au niveau local.

 

Découvrir l’innovation Carbonloop