Biyogaz olan gaz tarafından üretilen fermantasyon malzemelerin organik yokluğunda oksijen . Bu a, yanıcı gaz esas olarak oluşan metan ve karbon dioksit . Bunun için, üretim tesisinde yakılabilir ısı ve elektrik ya da saflaştırılmış elde etmek biyometan olarak kullanılan araçlar için doğal gaz ya da enjeksiyon dağıtım şebekesinin bir doğal gaz .
Biyogaz kendiliğinden üretilir bataklık ( bataklık gazı ), pirinç alanlar, büyük tanklar veya tropikal hidroelektrik barajlar, depolama alanları ihtiva eden atık ya da organik malzemeler (hayvan, bitki, mantar ya da bakteri). Sindiricilerde yapay olarak kışkırtabilir (özellikle endüstriyel veya tarımsal atık su ve organik atıkların çamurunun işlenmesi için ).
Biyogaz esas olarak metandan (%50 ila %70), aynı zamanda karbon dioksitten (CO 2) ve değişen miktarlarda su buharı ve hidrojen sülfür (H 2 S) ve hatta diğer bileşikler ("kirleticiler"), özellikle çöplük biyogazında. Safsızlıklar arasında şunlar bulunur:
Bu farklı elementlerdeki içeriği ve dolayısıyla enerji değeri, fermantasyon işleminin süresine ve kalitesine, kurulum tipine ve kullanılan fermente edilebilir malzemenin doğasına (ve özellikle karbon, hidrojen, oksijen oranlarına) bağlıdır. ve nitrojen veya istenmeyen kirleticiler). Örneğin, karbon ve hidrojen açısından zengin, fermente edilebilir bir malzeme, %90'a kadar metan içeren bir biyogaz üretirken, daha zayıf selüloz , yalnızca %55 metan (ve %45 karbondioksit) içeren bir biyogaz üretecektir.
Biyogaz , fermente olabilen atıkların anaerobik sindirimi veya anaerobik sindiriminden kaynaklanır. En yaygın biyogaz kaynakları, organik madde deşarjlarından gelir:
Girdilerin doğası (sindirilmiş organik madde), nihai ürünün kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu kalite, hammaddelerin metanojenik potansiyeli ile değerlendirilebilir .
Biyogazı yapay olarak üretmek için, genellikle, örneğin öğütme yoluyla hammaddeleri (ön arıtma) değiştirmek gerekir . Organik madde kaybını sınırlamak için saklama koşulları kontrol edilmelidir. Çürütücüde fermantasyon üç farklı sıcaklık aralığında gerçekleşebilir:
Sindiriciler mezofilik (yaklaşık 38 ° C ) en çok ılıman bölgelerde kullanılmaktadır. Fermentasyondan sonra katı kalıntı, yakıt gazının tekrar geri kazanıldığı bir çürütücüde saklanabilir.
Girdilerin fermantasyonu ayrıca, sindirilmiş ürün adı verilen az ya da çok viskoz bir kalıntı üretir . Azot , potasyum ve diğer temel besin maddelerinden zengin, yüksek sıcaklıkta fermantasyon nedeniyle kısmen hijyenik , gübre olarak tarım topraklarına uygulanabilir . Birçok patojenden ve içerebileceği tüm "yabani ot" tohumlarından aridir.
Ayrıca birkaç ay kompostlaştırılabilir ve daha sonra metakompost haline gelir .
Biyogaz, farklı enerji taşıyıcılarına dönüştürülebilen yenilenebilir bir gazdır : ısı , elektrik veya biyometan . Tek başına ısı , biyogazdaki metan oranının doğalgaza göre daha düşük oranda ayarlanması gereken ve verimi en fazla %90'a ulaşan gaz kazanlarında gazın yakılmasıyla elde edilir .
Biyogaz ayrıca Fischer-Tropsch süreci ile sıvı yakıta veya Avustralya'da incelenen bir teknoloji olan grafit ve hidrojene dönüştürülebilir .
Bir gaz motorunda veya küçük bir türbinde yanma , şebekeye enjekte edilen elektriğin üretilmesini ve genellikle kojenerasyonda ısının üretilmesini mümkün kılar , ancak trijenerasyon (soğuk üretimi) de mümkündür.
Bir ısı-elektrik kojenerasyonunun işletme verimliliği en iyi ihtimalle %75 ila %85 veya kayıpların %15 ila %25'idir. Isı kullanımı genellikle mevsimseldir ve kullanıcılara belirli bir yakınlığı ve bir dağıtım ağının oluşturulmasını gerektirir. Isı absorpsiyon işlemleri ile soğuk sağlamak da mümkündür.
Tarım dünyasında, seralar için ısı kullanılabilir (CO 2 zenginleştirme ile).
Biyogaz, karbondioksit ve hidrojen sülfürü uzaklaştırmak için saflaştırılabilir : böylece doğal gaz dağıtım şebekesine enjekte edilebilen biyometan elde edilir . İşlem, elektrik üretiminden daha yenidir ve %90'lık bir işletme verimliliğine ulaşır.
Gaz tüketimi de mevsimseldir, ancak genel olarak, tüketimin daha düşük olduğu ve dolayısıyla şebekenin doymuş olduğu yaz aylarında birkaç gün veya hafta gibi belirli durumlar dışında tüm yıl boyunca şebekelerde enjeksiyon mümkündür. Enjeksiyon yoluyla, yaz aylarında biyometan üretimi, kojenerasyon ısısının her zaman bulamayacağı bir çıkış bulur.
Biyogaz başlıca sera etkisi çok önemli olan metandan (CH 4 ) oluşur . Bu yanma üreten karbondioksit de olduğu, sera gazı , ama etkisi daha azdır. Gerçekten de, bir kilogram metan (CH 4 ), 100 yıl boyunca bir kilogram karbondioksitten 23 kat daha fazla olan Küresel Isınma Potansiyeline (GWP) sahiptir .
Artmaz biyogaz kullanılarak sera etkisi ise karbon üretilen ( metan ve karbon dioksit ) kendisi tarafından önceden absorbe edilmiş bitkiler , bu biyogaz sırasında geldiği büyüme ve bu kullanım, bir de dahilinde ise, karbon kısa çevrim ve eğer için katkı aşırı kullanılması biyokütle (bu dönüş olduğu gibi karbon son çıkarıldı atmosfer farklı olarak, doğal gaz ).
İncelemelerReporterre , kendi gözünde büyük metanizerler tarafından temsil edilen birçok riskin altını çiziyor, tercihinin bir veya iki çiftlik ölçeğinde küçük metanizerler olmasıydı. Avrupa'daki yenilenebilir enerji profesyonel örgütleri, Haziran 2018'de Avrupa Komisyonu'na, küçük ölçekli tesislerin avantajlarının şebekeye enjeksiyon önceliklerini koruyarak ve dengeleme yükümlülüklerinden muaf tutarak tanınmasını öneren bir “Küçük güzeldir” manifestosu gönderdiler. .
The Shift Project'e göre , 70 TWh biyogaz üretimi için 8.700 ila 14.000 anaerobik çürütme ünitesi gerekir, bu da özellikle çürütülmüş maddelerin toprağa dönüşü, patojenlerin veya patojenlerin varlığı ile ilgili olarak zaten bir sosyal kabul edilebilirlik sorunu teşkil eder. metan sızıntıları. Ancak negaWatt derneği 2050 yılı civarında 134,3 TWh/yıl düzeyinde bir biyogaz üretimi öngörüyor . Jean-Marc Jancovici'ye göre doğal gazın biyogaz ile değiştirilmesi mümkün değil, çünkü “depozito kesinlikle yeterli değil. Elbette biyogaz üreteceğiz, ancak mevcut tüketimi, hatta yarısını, belki de dörtte birini bile sürdürecek kadar değil” dedi . Çevre derneği Alsace Nature , Ren'in yeraltı suyu tablasının kirlenme riskine ve Munchhouse'da planlanan bir metanizasyon ünitesinden çıkan bir kamyonun yüksek karbon ayak izine karşı çıkıyor .
Enerji geçişi, kırsal alanın benzeri görülmemiş bir hızla sanayileşmesine yol açabilir. Böylece, Reporterre'ye göre , "artık otlakları karbon kapanı olarak [kabul edilen] çevirme hakkımız yok, [ama] enerji geçişinin başlangıcından beri hiçbir zaman bu kadar çok dönmedik! »Biyogaz üretimine yönelik çürütücüleri beslemek.
Küresel biyogaz tüketiminin (genellikle biyometan biçiminde ) 1965'ten 2000'e kadar yılda ortalama %3,5 arttığı, birincil enerjiye olan küresel talebin ise yılda ortalama "sadece" %2,4 arttığı söyleniyor. Bu olmayan bir fosil yakıt baskın hale gelebilir XXI inci yüzyılın önceki yüzyılda petrol ve kömür oldu XIX inci yüzyıl.
Dünyada, özellikle Asya'da, yerel düzeyde biyogaz kullanımı çok yaygındır.
In Mali pilot projeler biyogaz sürdürülebilir bir şekilde ev kullanımı için enerji üretmek nasıl ölçmek için izole alanlarda yürütülmüştür. Deneyimler göstermiştir ki, gerekli ekipmanın (gazometre, çürütücü) üretiminden sorumlu yerel ustaların eğitimi ve ekipmanların bakımı konusunda ailelerin eğitimi ile biyogaz, odun yakıtlarının kullanımına uygun bir alternatif olabilir. yemek pişirme ve diğer enerji girdileri (özellikle soğutma) yoluyla yaşam koşullarının iyileştirilmesi. Odun kaynakları üzerindeki baskı azaltıldı ve üretilen kompost toprağı gübrelemek için kullanıldı. Sistemin kurulması (ekipman, kurulum, eğitim) için mali destek gerekli olmaya devam etmektedir.
Artı, Hindistan bir sivil kurum, bir basit geliştirmektedir 0.5 m 3 (yüksek) çürütücü kullanımları mutfak atıkları (nişasta ve şeker bakımından zengin) biyogaz üretilmesi için tropik için. 1 kg atık, 6 ila 8 saatte 400 litre biyogaz üretir , bu da yaklaşık 15 ila 20 dakikalık pişirme için yeterlidir.
EBA ( Avrupa Biyogaz Birliği veya Avrupa Biyogaz Birliği ) tarafından 2015 sonunda yayınlanan bir rapor , biyogaz üretim sahalarının 17.240 sahayla (2013'e kıyasla + % 18) önemli ölçüde arttığını ortaya koymaktadır. EBA, biyogazla çalışan Avrupalı hanelerin sayısını 14,6 milyon olarak tahmin ediyor. Almanya biyogaz pazarında Avrupa lideridir.
2016'da, ağlara biyometan enjeksiyonu için Almanya, 2016'da halihazırda 165 biyometan enjeksiyon ünitesi (10 TWh / a ) ile diğer Üye Devletlerin çok önündeydi, Büyük Britanya'nın önündeydi (50 tesis ve 2 TWh / a ), Hollanda (25 saha ve 0.9 TWh / a), Fransa'nın çok ilerisinde. Danimarka, Avusturya, İsveç ve İsviçre'nin hepsinde yılda 130 ila 360 GWh tedarik sağlayan 10 ila 20 üretim tesisi bulunmaktadır. Fransa'nın 19 tesisi var ve sadece 82 GWh/a üretiyor. İspanya, şebekeye enjeksiyona izin vermez veya teşvik etmez. Kağıt endüstrisi ve balıkçılıktan kaynaklanan atıklardan üretilen 3000 Nm 3 /h kapasiteli dünyanın en büyük biyogaz tesisi 2018 yılında Norveç'te açıldı . 2018 yılında İtalya, ulaşıma yönelik kullanım için doğal gaz şebekesine biyometan enjeksiyonunu denetlemektedir .
Bir Uluslararası Biyoenerji Atlas (ve Fransa'da bir Biyogaz Atlas , 2012 yılında:) (Fransızca konuşulan ülkelerde gaz ağlarına elektrik, ısı şeklinde veya doğrudan enjeksiyon yoluyla) biyogaz üretimi / geri kazanımı için sanayi tesislerinin harita güncelleme 241 üretim tesisi listelenmiştir (2013 yayını), 2013 yılında 848 (2014 yayını): Fransa'da 578, Flanders ve Wallonia'da 200, İsviçre'de 32, Fransızca konuşulan Kanada'da 25, Lüksemburg'da 9, Mauritius'ta 3 ve Tunus'ta 3. 2014 yılında en yüksek kurulum yoğunluğu Belçika ve İsviçre'deydi. Fransa, Mart 2015'te Nantes'te Biogaz Europe ticaret fuarına ev sahipliği yaptı.
Ülkede 8000'den fazla tesisle , mısır esas olarak kullanılmaktadır (ve eleştirilmiştir, çünkü rotasyon , zeminlerin erozyonu ve bozulması, fosfatlar veya pestisitlerden kaynaklanan kirlilik ve ciddi biyolojik çeşitlilik kaybı gibi ekolojik sorunlara yol açan yoğun mısır yetiştiriciliği lehine azalmaktadır). .
bir Triesdorf (Beieren) değiştirmek için uygun olan bitkilerin aranır mısır arasından: otsu mor kuyruklu ve perfolié silphium , otlar arasında, öngörülür darı ve uzunlamasına otu daha Macaristan Sarvache türetilen Bu yabani bitkiler% 20 daha az verimli mısır ve sadece onun bir tamamlayıcısı olarak kabul edilir. 2012'den beri Alman hukuku, mısırın yerini azaltmak için mahsullerde belirli bir çeşitlendirme getirmiştir.
Fransa'da, çöplük biyogazının geri kazanılması kanun hükmünde kararnameden bu yana zorunlu hale geldi.9 Eylül 1997. 2012 yılında, ülkedeki Fransa'da birincil enerji üretiminin %70'inden fazlasını çöp gazı biyogazdan sağladı, ancak yeni biyogaz kaynakları ortaya çıkıyor.
2014 yılında Bakan Ségolène Royal , 200 “pozitif enerji bölgesi” projesini başlattı ve kırsal alanlarda 3 yılda 1.500 metanizer projesi için proje çağrısı yaptı .
Ademe'ye göre , 2015 yılında kurulu kapasiteler "istikrarlı bir oranda" büyüdü: "2015 yılında 20 MWe kapasite için 70 yeni anaerobik çürütme ünitesi kuruldu16" ancak elektriğin alım fiyatlarına ilişkin belirsizlikler “ekonomik dengeyi güçlü bir şekilde etkiliyor birimlerindendir” . Bir ulusal biyogaz komitesi diyaloğa sektörde yardım paydaşlarına 24 Mart 2014 tarihinde oluşturuldu; 4 çalışma grubu şunlara odaklanır:
Enerji Geçiş Yasası 2030 2015 setleri toplam gaz tüketiminin% 10'luk bir hedef ait tarafından iddialı gördüğü Yenilenebilir Enerjiler Birliği (SER) ve 2016 yılında sadece vardı Fransız ağların yöneticileri (GrDF, GRTgaz, SPEGNN ve TIGF) Fransa'da 19 enjeksiyon sahası hizmette (ancak 200 tane daha, 3.86 TWh'ye eşdeğer planlanmaktadır). 2016 yılında %0,02 olan bu gazın payı 500 ile çarpılmalıdır. Sektör, 2016 yılındaki 0,082 TWh'den 2018'de 1,7 TWh, 2023'te ise 8 TWh üretmeyi umuyor.
2018'in başında Fransa, yeşil gaz üretiminin büyük kısmını temsil eden tarımsal atıklardan yalnızca 48 biyometan üretim alanına sahipti. 800 den az GWh 10'dan fazla oranla, geçen yıl GrDF ağına enjekte edildi TWh Almanya'da (13 kat daha fazla). Ancak, birçok yeni saha projesi var: GRDF, Fransız üretimini 8 TWh'ye getirmeye yetecek kadar 860'tan fazlasını belirledi .
2019-2028 yıllı enerji programı 25 Ocak'ta yayınlanan (PPE) projesi, 2019 biyogaz sadece bir ortalama satış fiyatı hedefiyle, 2030 yılında toplam gaz tüketiminin% 7 temsil edecek tahmin € 67 / MWh (megavat başına Euro saatte ) 'de 2023, yani bugünkünden yaklaşık %30 daha az ve 2028'de 60 € / MWh .
2013 yılında İsviçre'de yaklaşık 50 çiftlik biyogaz üretti.
Biyogaz da imal edilmiş kanalizasyon çamuru de Aïre (Cenevre) atık su arıtma tesisi 2013 yılından bu yana.