Fiche thématique n°12 : Le biogaz
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Le biogaz est un gaz renouvelable produit à partir de la biomasse. Il s’agit de la seule technologie aujourd’hui mature pour décarboner le gaz naturel fossile (environ 450TWh de consommation primaire en France). Le caractère fini de la ressource en biomasse et les différents usages de celles-ci ne permettent pas d’envisager une substitution de l’ensemble du gaz fossile actuellement consommé par du biogaz. L’atteinte de la neutralité carbone à l’horizon nécessitera donc à la fois un développement de la production de gaz décarboné et une baisse de la consommation de gaz.
Le biogaz est une énergie renouvelable encore peu développée, mais qui a connu une forte évolution au cours des dernières années. Le nombre d’installations de production de biogaz a été plus que doublé depuis fin 2017, et on compte fin 2021 1318 installations produisant du biogaz :
- 365 installations le valorisant par injection dans les réseaux de gaz naturel (442 installations mi-2022 pour une capacité de production de 7,6 TWh/an pour un objectif de production de 6 TWh/an en 2023 prévu par la PPE2) ;
- 953 par production d’électricité (soit une capacité installée de 558 MW).
Le biogaz peut être valorisé de différentes manières : il peut être épuré afin d’obtenir un gaz dont les propriétés thermodynamiques sont équivalentes au gaz naturel, ce qui permet de l’injecter dans les réseaux gaziers ou de le conditionner comme carburant pour les véhicules à gaz (bioGNV). Le biogaz peut également être directement utilisé comme combustible, ou pour produire de l’électricité.
La production de biogaz permet notamment de décarboner les activités pour lesquelles l’utilisation de gaz est difficilement substituable par un autre vecteur énergétique. C'est le cas par exemple, de la production de chaleur à haute température dans l’industrie ou le secteur des transports de marchandises longue distance (navires).
La production de biogaz
Actuellement, le biogaz est principalement produit par méthanisation, à savoir la dégradation par des micro-organismes de la matière organique. Cette dégradation aboutit à la production :
- de biogaz brut, composé d’environ 50% à 70% de méthane (CH4), de 20% à 50% de dioxyde de carbone (CO2) et de quelques autres gaz (NH3, N2, H2S) ;
- d’un produit humide riche en matière organique appelé digestat.
La méthanisation implique l’utilisation de matière organique pouvant être dégradée facilement par des micro-organismes. Les matières (intrants) pouvant être utilisées dans un méthaniseur comprennent les déchets ménagers, les déchets organiques de l’industrie agro-alimentaire, les effluents d’élevages, les déchets végétaux, les produits agricoles et les matières résultat du traitement des eaux usées. Afin de permettre un développement de la méthanisation tout en limitant la concurrence avec l’alimentation, l’article D. 543-292 du code de l’environnement prévoit qu’un méthaniseur ne peut utiliser plus de 15% des cultures alimentaires ou énergétiques, cultivées à titre de culture principale.
Au-delà de la méthanisation, d’autres technologies de production de biogaz, comme par exemple la gazéification de biomasse, font actuellement l’objet d’expérimentations. Des premiers démonstrateurs ont été financés par le biais du Programme d’investissements d’avenir (PIA), mis en place par l’État pour financer des investissements innovants et prometteurs sur le territoire, afin de permettre à la France d’augmenter son potentiel de croissance et d’emplois. Des dispositifs de soutien complémentaires sont à l’étude pour le soutien de ces technologies innovantes.
Les objectifs de développement, les dispositifs de soutien et les perspectives à long terme
Afin de remplacer progressivement le gaz naturel fossile par du gaz renouvelable afin d’atteindre la neutralité carbone, l’article L. 100-4 du code de l’énergie fixe l’objectif de porter la part des énergies renouvelables à 10% de la consommation de gaz à l’horizon 2030.
La programmation pluriannuelle de l’énergie d’avril 2020 (PPE2) fixe un objectif de production de biogaz de 14 TWh/an à l’horizon 2023, dont 6 TWh/an pour le biogaz valorisé par injection dans un réseau de gaz naturel. Le rythme de développement des projets devrait permettre d’atteindre cet objectif : la production s’est élevée à 4,3 TWh en 2021 pour une capacité maximale installée de 6,4 TWh/an. Pour 2028, la PPE définit un objectif de production de biogaz compris entre 24 à 32 TWh/an, dont 14 à 22 TWh/an pour le biogaz injecté, en fonction de la baisse des coûts de production.
Plusieurs dispositifs de soutien ont été mis en place pour accompagner le développement de la filière de production de biogaz, et soutenir différents types de projets :
- Un dispositif d’obligation d’achat à tarif réglementé pour le biogaz injecté dans un réseau de gaz naturel, mis en place en 2011, qui constitue le principal dispositif de soutien pour la production de biogaz valorisé par injection dans un réseau. Le tarif d’achat a été revu en 2020 pour le réserver aux projets ayant une capacité de production inférieure à 25 GWh/an ;
- Un dispositif d’obligation d’achat du biogaz injecté dans un réseau de gaz naturel suite à appel d’offres pour soutenir les projets ayant une capacité de production supérieure à 25 GWh/an ;
- Un dispositif de complément de rémunération pour l’électricité produite par le biogaz issu de la méthanisation est destiné aux installations éloignées des réseaux de gaz naturel.
D’autres dispositifs de soutien sont en cours de déploiement :
- Un dispositif de complément de rémunération pour le biogaz non injecté dans un réseau de gaz naturel, destiné à permettre un soutien à la méthanisation sur l’ensemble du territoire, y compris dans les zones éloignées des réseaux de gaz naturel, en favorisant la valorisation du biogaz sous forme de carburant pour véhicules (GNV) ;
- Un dispositif de certificats de production de biogaz, destiné à permettre l’accélération du développement de la méthanisation, avec valorisation par injection dans un réseau de gaz naturel, en imposant aux fournisseurs de gaz naturel une obligation de restitution de certificats de production de biogaz. Les fournisseurs de gaz naturel pourront obtenir ces certificats en produisant du biogaz injecté dans le réseau ou auprès de producteurs de biogaz injecté.
Le potentiel de production de biogaz est directement lié au potentiel de production de biomasse et à la répartition de cette biomasse entre les différents usages. La SNBC2 estimait le potentiel de production de biogaz entre 150 et 250 TWh par an. En préparation de la SNBC3, des études sont menées pour affiner les évaluations du potentiel de production de biomasse et des besoins pour les différents usages, et donc du potentiel de production de biogaz.