Metanasyon organik maddenin bozulması biyolojik bir süreçtir. Anaerobik sindirim veya anaerobik sindirim olarak da adlandırılır . Anaerobik çürütme, organik maddenin oksijen yokluğunda ( anaerobik ) bozunmasının doğal biyolojik sürecidir ; organik kirleticiler, anaerobik mikroorganizmalar tarafından gaz halinde bir ürüne (metan dahil) ve yeniden kullanım potansiyeli olan artık çamura, çürütme ürününe dönüştürülür .
Metanizasyon, belirli tortullarda , bataklıklarda , pirinç tarlalarında , çöplüklerde ve ayrıca böcekler (termitler) veya geviş getirenler gibi belirli hayvanların sindirim sisteminde doğal olarak meydana gelir . Organik maddenin bir kısmı metana parçalanır ve bir kısmı metanojenik mikroorganizmalar tarafından büyümeleri ve üremeleri için kullanılır. Ayrışma tamamlanmadığı ve yaprakları digestate (a karşılaştırılabilir kısmen kompost ).
Metan gazı, aynı zamanda uygulanan bir tekniktir methanizers süreci hızlandırılır ve (yanıcı bir gaz üretilmesi için muhafaza edilmektedir biyogaz olarak adlandırılan, biyometan sonra saflaştırma ). Organik atıklar (veya enerji bitkilerinden elde edilen ürünler, katı veya sıvı) böylece enerji şeklinde geri kazanılabilir.
Doğada, mikrobiyal anaerobik çürütme, karbon döngüsünde önemli bir rol oynar .
Metanizasyon, bir trofik ağ oluşturan etkileşimli mikrobiyal mikroorganizmaların belirli gruplarının faaliyetinden kaynaklanır . Dört ardışık aşamayı klasik olarak ayırt edebiliriz:
HidrolizReaktörde, karmaşık organik madde önce mikroorganizmalar tarafından basit moleküllere hidrolize edilir. Böylece lipidler , polisakkaritler , proteinler ve nükleik asitler monosakkaritler , amino asitler , yağ asitleri ve azotlu bazlar haline gelir . Bu ayrışma, ekzoselüler enzimler tarafından gerçekleştirilir.
Lignin , selüloz , nişasta veya yağlar gibi zor veya yavaş hidrolize edilebilen bileşikler söz konusu olduğunda "çok yavaş" olduğu için sınırlayıcı adım haline gelebilir . Katı atıkların bir karışımı durumunda hidroliz, biyokütle bileşenlerinin biyoerişilebilirliğine bağlı olarak farklı oranlarda gerçekleşirken, homojen ve daha sıvı ortamlarda eş zamanlı olarak gerçekleşir.
asidogenezBu substratlar, alkoller ve organik asitlerin yanı sıra hidrojen ve karbon dioksit üretecek olan asitojenik mikrobiyal türler olarak adlandırılan asitojenez adımı sırasında kullanılır . Bu adım, hidrolizden 30 ila 40 kat daha hızlıdır.
asetogenezAsetogenez aşaması , önceki fazdan kaynaklanan çeşitli bileşiklerin metan: asetat , karbon dioksit ve hidrojenin doğrudan öncülerine dönüştürülmesine izin verir . İki grup asetojenik bakteri vardır :
Metan üretim etki alanına ait katı anaerobik mikroorganizmalar tarafından sağlanmaktadır Arkeler . Bu son adım metan üretimi ile sonuçlanır . İki olası yolla gerçekleştirilir: biri hidrojenotrofik türler tarafından hidrojen ve karbon dioksitten , diğeri ise asetotrofik türler ( asetoklastlar olarak da adlandırılır) tarafından asetattan . Büyüme hızları asidojenik bakterilerden daha düşüktür .
CO 2+ 4 H 2→ CH 4+ 2 H 2 O. CH 3 COOH→ CH 4+ CO 2.Metanizasyon, biyolojik reaksiyonun optimize edildiği belirli fizikokimyasal koşulların oluşturulmasını gerektiren karmaşık bir biyolojik süreçtir. Arke Metanojenik organizmalardır anaerobik sıkı. Ortadaki normal hidrojen elektrotuna (Eh) göre redoks potansiyeli çok düşük (-300 mV ) olduğunda tatmin edici bir şekilde gelişirler .
Sıcaklık koşullarıHedef sıcaklığa "ayarlanan sıcaklık" denir. Üç termal rejim mümkündür:
Arkeler metanojenler ihtiyaçları gibi bireysel mikro besin sahip demir , molibden , nikel , magnezyum , kobalt , bakır , tungsten ve selenyum . Kısmi basınç hidrojen 10 altında kalmalıdır -4 gaz fazında bar. Bir nötr pH değeri asidik pH ile karşılaştırıldığında, biyogazın oluşmasını teşvik eder.
Üretilen biyogazda hidrojen sülfür varlığını azaltmak için , çürütücünün gaz halindeki kısmına az miktarda oksijen enjekte edilerek reaksiyon ortamının yüzeyinde mikroaerobik koşullar oluşturulabilir .
Metanizasyon esas olarak organik madde ile ilgilidir. İnorganik bileşenler için şekilleri üzerinde bir etkisi olabilir.
Böylece hayvan atık sularında bulunan nitrojen herhangi bir dönüşüme uğramazken, kan , yeşil ve sofra atıklarının organik nitrojeni mineralize olur ve meyve , saman ve yağın mineral nitrojeni organik nitrojene doğru evrilir.
Metanize edilebilir malzemeler (veya girdiler ) hayvan , bitki , bakteri veya mantar kaynaklı organik malzemelerdir . Bunlar, özellikle, organik madde (OM), kuru madde (DM) yüzdeleri ve karakterize edilir bilinen metan potansiyeli (BMP olarak kısaltması için biyokimyasal metan Potansiyeli ). Esas olarak şunlardan gelirler:
Girdi üretimi mevsimlere göre değişmektedir. Metanojenik güçlerini korumak için bazen birkaç ay boyunca ve ideal olarak havadan uzakta ve serin bir yerde saklanmaları gerekir . Birkaç depolama yöntemi mevcuttur:
LNG tanker ürünleri, anaerobik çürütmeyle ilgili biyolojik reaksiyonları engelleyebilecek veya tesisata zarar verebilecek biyosit veya bileşikler içermemelidir.
Böylece Digestate yayarak yeniden kullanılabilir, büyük olasılıkla çürütücü içine ürünlerde bulunabilecek çeşitli kirleticilerin aşırı miktarda içermemelidir.
Belirli malzemeleri daha hızlı metanize etmek için öğütme, kompostlama aşaması, termokimyasal veya enzimatik hazırlama gibi bir ön arıtma aşaması gereklidir.
Enzimatik ön arıtma, atığı yaklaşık on saat boyunca enzimlerle karıştırır . Sonuç, lignoselülozik malzemelerin kısmen parçalandığı ve metanizerin daha sonra çok daha verimli ve hızlı bir şekilde işleyebileceği bir sıvıdır .
İlk endüstriyel prototip Dupont'dan (Optimash® AD-100) 'de çalışan, tarımsal atık DSM (Methaplus) de Dong / biyo-atık Novozymes (120,000 üretilen elektrik 5 megavat tarafından daha büyük Renescience atık arıtma tesisinde t / yıl biyo-atık (yaklaşık 110.000 İngiliz ailenin üretimine eşdeğer) Norwich'te .
Bir biyoproses olarak metanizasyon, metan formunda enerji üretirken organik madde yüklü atıkları geri kazanmak için bir çürütücüde uygulanabilir . Atık su, kanalizasyon arıtma tesislerinden gelen çamur, hayvan atıkları, gıda endüstrisi atıkları, mutfak atıkları, ev atıkları, tarımsal atıklar vb. gibi çeşitli deşarjları arıtabilir .
Üretilen biyogazın geri kazanılması ile metanizasyon (metanın doğrudan yakılmasıyla veya termik motorlarda termik ve/veya elektrik enerjisi üretimi), birbirini tamamlayan üç amaca ulaşılmasını mümkün kılarak yenilenebilir enerji üretimi için tüm çeşitli çözümler arasında yer almaktadır : enerji üretmek, atık ve atıkların kirletici yükünü azaltmak ve ayrıca başlangıç ürününün doğasına bağlı olarak stabilize edilmiş bir çürütme ürünü üretmek .
Bugün, Ademe (Devlet Çevre ve Enerji Yönetim Kurumu) tarafından belirlenen atıkların arıtılması için anaerobik çürütmenin başlıca endüstriyel uygulamaları şunlardır: tarımsal sindirim (hayvan dışkısı), atık sindirimi, evsel katılar ve benzerleri (biyo-atık), kentsel atıkların sindirimi. kanalizasyon çamuru ve endüstriyel atıkların sindirimi. Bu son uygulama alanıyla ilgili olarak, anaerobik çürütme, aerobik arıtma ile karşılaştırıldığında çok rekabetçi bir işlemdir . Ağırlıklı olarak yüksek yüklü tarımsal gıda endüstrilerinden gelen atık suları ve fermantasyondan kaynaklanan atık suları arıtmak için uygulanır (2006'da yüksek yüklü çürütücülerin %75'i çalışır durumda).
Atık su arıtma tesislerinden çıkan çamurun metanizasyonundan üretilen metan kullanımı, şehir içi otobüslerin işletilmesi için Fransa'nın Lille gibi bazı şehirlerinde önemli bir büyüme yaşıyor . Membran gaz ayırma tekniklerinin iyileştirilmesi ve maliyetinin düşürülmesi, üretim sahasında biyogaz saflaştırma olasılığının değerlendirilmesini mümkün kılmalıdır.
Metanizasyon, askıda maddelerle dolu olsalar bile sıvı atıkların arıtılmasını mümkün kılar. Bu, örneğin, hayvan atık suları ( bulamaç ) ve atık su arıtma tesislerinden (WWTP) gelen çamur (genellikle birincil çamur ve biyolojik çamuru bir araya getiren karışık çamur) için geçerlidir. Metanizasyon, tarımsal gıda atıklarının arıtılmasında da yaygın olarak uygulanmaktadır. Genellikle düzenli olarak temin edilebilen bu temel maddeler, çeşitli organik atıklarla ve özellikle metanojenik gücü kuvvetli (örneğin mezbahalardan veya arıtma istasyonlarının ön arıtmasından elde edilen) yağlar ile desteklenebilir . Karışımın sıvı hali, malzemenin ve sıcaklığın iyi bir homojenliğini elde etmek için karıştırmayı mümkün kılar.
Atık suların metanizasyonu, anaerobik biyokütlenin çok yoğun granüler agregalarda (UASB, EGSB prosesleri) veya özel desteklere bağlı biyofilmler şeklinde yapılandırıldığı yoğun proseslerin geliştirilmesine dayanmaktadır .
Çoğu organik atık metanize edilebilir ve özellikle atığın fermente edilebilir kısmı (ideal olarak, metanize edilmeden önce ayrı bir toplama ile ayrılması ve toplanması gerekir). Kaynaklarına bağlı olarak, farklı atık türleri vardır:
Çürütücü girdileri %15 ila %20 arasında kuru madde içerdiğinde genellikle katı veya kuru metanizasyondan bahsederiz .
Tarım, büyük miktarda katı atık üretmektedir (ör. 2017'de 67 milyon ton sığır gübresi ve 25 milyon ton ürün kalıntısı (özellikle saman). Yüksek kuru madde içeriğine sahip bazı organik atıkların geri kazanılması zordur (örneğin saman için %90'a kadar), özellikle de zayıf veya yavaş bozunabilen lignoselülozik bileşikler söz konusuysa. Fransa'da 2000-2010 yıllarında sadece bir düzine çiftlik bu rotada uzmanlaşmıştı. Kuru metanizasyon verimini arttırmanın yolları, depolanan katı atıkta sızıntı suyunun (biyolojik reaksiyonlardan kaynaklanan ve bakterilerle yüklenen artık sıvı) devridaimi ve samandan selülozun bozunmasını yavaşlatan lignini bozan bakterilerle ön arıtmadır. Odun. İkinci işlemle ilgili olarak, teknoloji transfer hızlandırma şirketi (SATT) Ouest Valorisation tarafından, bakteriler tarafından ligninin bozunma aktivitesini uyaran bir indükleyiciye dayalı bir patent başvurusu yapıldı .
Havuz methanisers için deneyler ya da girişimler mevcuttur, örneğin, (ko-methanize geleneksel organik atık kalıntı ev atıkları ve biyo ve) atık su arıtma tesislerinden gelen çamur olarak öngörülen, Paris bölgesinde, sağlık (SIAAP) ve atık ( SYCTOM ) 2018 yılına kadar sendikalar (90 milyon avroluk proje).
Anaerobik üreten bir yanıcı gaz , biyogaz ve sıvı ve katı içeren bir gübre digestate .
Digestate atık, anaerobik sindirimi işlemleri ile üretilen sıvı ve katı kaybıdır.
Anaerobik çürütme işleminin sonunda, genellikle kurutulur ve olgunlaşma tünellerine yerleştirilir (anaerobik reaksiyonu tamamlamak ve bir kompostlaştırma aşamasına başlamak için sızdırmaz ve iyi havalandırılmıştır).
Dijestat daha sonra arıtılmış ve stabilize edilmiş bir atık veya yan ürün haline gelir. Belli bir tadil değeri vardır (çünkü azotça çok zengindir). Buna karbon eklenmişse, bir dereceye kadar kompostla karşılaştırılabilir (çünkü anaerobik sindirim, fermente edilmiş malzemelerden karbonun büyük bir kısmını çıkarmıştır); düzenlemelere, işlenen ürünlerin doğasına ve bu çürütmenin analizlerine bağlı olarak gıda ürünleri (veya yeşil alanlar dahil gıda dışı ürünler) için kullanılabilir .
NF U 44-051 ve NF U 44-095 standartları , "kentsel" çürütücülerin ( evsel atıklardan gelen yeşil atıklar ve diğer biyo- gıda atıkları) ve kanalizasyon çamuru çürütücülerinin agronomik olarak geri kazanılması için bir çerçeve sağlar , bu çamurlarda bulunması nedeniyle iz ilaçlar, ağır metaller ve diğer zararlı kimyasal kalıntılar. Digestatlardaki (nitrat) nitrojen çözünürdür ve sızabilir ve toprak tarafından kalıcı olarak tutulmayabilir.
Biyoyakıtlar veya algoyakıtlar da dahil olmak üzere hammadde üretmek için kullanılan mikroalgleri büyütmek için çürüme ürünlerinden besinleri kullanmak için araştırmalar yürütülmektedir . Alglerin optimal gelişimi için koşulları tanımlamayı mümkün kılan Algovalo projesinin durumu budur. Besinlerin %95'i yosunların yararına geri kazanılabileceğinden, sonuçlar cesaret vericidir.
Biyogaz üretti sitede yanmış olabilir kojenerasyon veya arıtılmış içinde biyometanla .
Arıtma çamurunun metanizasyonu, hacmini üçte bir oranında azaltır, bu da taşıma ve ilgili bertaraf veya yayma maliyetlerini azaltır. Bunun temsil ettiği yatırım, 2014 yılından bu yana özellikle biyometan şeklinde üretilen enerji için satın alma tarifesi ile desteklenirken , bazı atıksu arıtma tesisleri de enerjiyi prosesin ısı ihtiyacı için kullanmayı tercih ediyor.
In 2009 , "anaerobik sindirim çiftlikte " çok daha az Almanya'daki daha Fransa'da geliştirildi: yalnızca on küçük tesisat hizmetinde idi. O zamandan beri, ya bireysel çiftlik projeleri ile ya da bölgedeki birkaç çiftçiyi ve diğer oyuncuları bir araya getiren toplu ya da bölgesel projelerle güçlü bir gelişme göstermiştir. 2015-2016'da yılda 50'den fazla yeni site var. Fransa'da Méthasim adlı yazılım, çiftlikte anaerobik çürütme projelerinin teknik-ekonomik simülasyonlarını gerçekleştirmeyi mümkün kılıyor.
Yeşil alglerin çoğalmasına karşı mücadele planı, bir arıtma aracı olarak anaerobik çürütmeyi içerir, ancak metan üretimi, çürüme ürününde bulunan nitrojeni (metanizasyondan kaynaklanan sıvı kalıntısı) ortadan kaldırmaz.
Tarımsal metanizasyonun avantajları2008'de anaerobik çürütme tarımsal bir faaliyet haline geldi ve 2011'den beri tarife garantisini artıran bir kararnameden yararlandı.
Tarımsal atık yatağı önemlidir:
Microméthanisation süreci nedeniyle başından itibaren kendi içinde yenilikçi olmayan XX inci iç kullanım için birkaç metreküp Çin'de inşa edilir yüzyıl microméthaniseurs. 2007'de Çin ve Hindistan'da bu sistemlerin kurulumu 30 milyonun üzerindeydi. Batı bağlamına uyarlanmış anaerobik çürütme için teknolojik çözümler de Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri ve İsrail'de geliştirilmiştir. Bu, biyogazın evsel amaçlarla kullanıldığı Homebiogas prosesi veya hem atıkları işleyen hem de elektrik üreterek biyogazı geri dönüştüren Flexibuster konteyneri için geçerlidir.
Irstea tarafından pilot olarak yürütülen Avrupa H2020 KARARLI projesinin bir parçası olarak, yaklaşık on araştırma enstitüsü ve sanayici, kentsel alanlarda 800 ila 1.000 hanelik bir bölge (veya bir haneden oluşan daha küçük bir bölge) ölçeğinde bir mikro metanizasyon sektörü kurmaya çalışıyor. veya daha fazla toplu yemek işletmesi), yani yılda maksimum 200 ton biyo-atık. Bu, döngüsel bir ekonomi sürecinin parçası olan yerel değerlendirmeye dayalı tamamen yenilikçi bir kentsel biyo-atık yönetimi yöntemidir. Sonuç: atık üretiminde azalma, enerji ve nakliye tasarrufu ve çürüme ürününden biyopestisit üretimi. Orta vadede, bir karar destek aracı, yeni atık yönetim sistemlerine geçmek isteyen yerel yönetimlere, tesisleri ihtiyaçlarına göre boyutlandırmalarına ve aynı zamanda günün sonunda sistem değişikliğinin etkisini değerlendirmelerine olanak sağlayacaktır. bir mahalle. 2019'da Lyon ve Barselona'da iki tam ölçekli pilot saha kurulacak.
Çeşitli ülkelerde (Fransa dahil) kamuya açık doğal gaz şebekelerine biyometan enjeksiyonuna izin verilir ve bu izin bir satın alma fiyatından ve izlenebilirliğini sağlamak için bir "menşe garantisinden" yararlanır.
2011 yılında, Grenelle de l'Environnement ve Grenelle yasalarını takiben ( 2020'de Fransa'nın enerji karışımındaki yenilenebilir enerjinin %23'ü , yani 2020'de 625 MW kurulu elektrik gücü ve yıllık 555 kiloton petrol eşdeğeri ısı üretimi) biyogaz), anaerobik çürütme ile üretilen elektriğin satın alma fiyatı, “küçük ve orta ölçekli tarımsal tesisler” için ( ortalama olarak + %20) artırıldı ( hükümete göre 300 milyon € / yıl desteklemeye eşdeğer ) Ademe'den , yerel yönetimlerden ve Tarım Bakanlığı'ndan yardım almak . Belirli koşullar altında, anaerobik çürütme, artık Tarım ve Balıkçılığın Modernizasyonu Yasası (LMAP) tarafından “tarımsal bir faaliyet” olarak kabul edilmektedir .
Fransa'da Ademe ve Bölgesel Konseyler, hibeler ve proje desteği vb. yoluyla birkaç yıldır anaerobik sindirime yardımcı olmaktadır . Böylece, Midi-Pyrénées bölgesi 2013 yılının ortalarında (8 milyon avro karşılığında) 2020'den önce (ulusal EMAA'nın bir parçası olarak Ekoloji ve Tarım Bakanları ile ortak imzalanan bir anlaşma yoluyla) 100 anaerobik çürütme ünitesinin oluşturulmasını desteklemeyi üstlendi. planı (başlatıldıMart 2013) 2020'den önce 1.000 yeni kurulum hedefliyor.
Fransız mevzuatına göre, tehlikeli olmayan atık veya ham bitki materyali için anaerobik çürütme tesisleri (atık su veya kentsel kanalizasyon çamuru için üretim tesislerinde metananize edildiklerinde metanizasyon tesisleri hariç) çevre koruma (ICPE) için sınıflandırılmış tesislerdir . Gerçekten de, bu tip montaj başlığı ile ilgilidir n o iki alt kategoriye ayrılır sınıflandırılmış tesisler mal sınıflamasının 2781:
Yetkilendirmeler veya tescilleri teknik reçete belli sayıda kendi sınırlamak mümkün kılan uymak operatörlerin gerektiren amacıyla valilik kararnameler şeklinde verilir çevresel etkilerini özellikle bakanlık kararname kaynaklanan teknik reçeteler tarihli10 Kasım 2009 veya tarihli bir bakanlık kararnamesinden kaynaklananlar 12 Ağu 2010.
Çevresel etkilerini sınırlamak için , beyana tabi tesislerin işletmecileri, yine aynı tarihlerde yayınlanan başka bir bakanlık kararnamesinin teknik gerekliliklerine uymak zorundadır.10 Kasım 2009.
İşletmeciler tarafından yetkilendirme veya tescil başvurularının incelenmesi ve teknik gerekliliklere uygunluğunun kontrolü, sınıflandırılmış tesislerin denetimi ile gerçekleştirilir .
Avrupa'da 2002 yılı sonunda, evsel ve benzeri atıklar için 78 endüstriyel metanizasyon ünitesi, yılda 2,3 milyon ton atık işleme kapasitesiyle hizmete girdi. 2002 yılında kurulan yeni kapasiteler yılda 813.000 tona ulaştı.
Kuzey Avrupa veya İtalya'daki diğer ülkelerin gerisinde kaldıktan sonra, bu sektör Fransa'da tam gelişme aşamasındadır. 2017 yılında 80 ek kurulum gerçekleştirildi ve toplam kurulum sayısı 330'u çiftlikte olmak üzere 514'e ulaştı. Fransa-Biyometan Düşünce Kuruluşu'na göre , 2017 yılı sonunda bu sitelerden 44'ü doğal gaz şebekelerine enjekte edilen biyometan formunda geri kazandı ve "2018 sonunda birkaç yüz ünite bekleniyor" .
Yasa koyucu, iklim ve enerji için Fransız ve uluslararası taahhütlerini yerine getirmek, elektrik üretimini karbondan arındırmak ve tarımsal geliri dengelemek için anaerobik çürümeye (diğer sözde yeşil veya biyoenerji kaynakları arasında) güveniyor .
2017 yılında FNSEA ve GRTgaz daha iyi proje finansmanı teşvik çiftçilere destekleme ve geliştirme: Tarımsal biyometanla için üç ortak eylemler önerilen Ar-Ge .
2018 (Başlangıç 1 st Şubat) biyogaz ilgili çalışma grubunun, hükümet tarafından yüklenen; Dışişleri Bakanı Sébastien Lecornu'nun başkanlık ettiği ve "ağ yöneticilerini, profesyonel federasyonları, parlamenterleri, toplulukları, çevre savunma derneklerini, bankacılık kuruluşlarını ve hatta kamu kurumlarını ve idaresini" bir araya getiren : beş küçük teknik komite, 2018 Tarım Fuarı'ndan önce bir operasyonel eylem planı hazırlamalıdır. (24 Şubat-4 Mart). Bu plan, sektörü geliştirmek için uzun süredir devam eden sorunlara siyasi veya düzenleyici çözümler önermelidir (tartışılacak: Düzenlemelerin, finansmanın, bağlantının ve bioNGV'nin basitleştirilmesi ).
2018'de Nicolas Hulot bir “ Yenilenebilir enerji serbest bırakma planı ” açıkladı (26 MartSébastien Lecornu (Devlet Bakanı) tarafından Şubat ayında başlatılan bir çalışma grubu tarafından sektöre, özellikle de tarıma yönelik 15 destek önerisine dayanmalıdır: Mevzuatın incelenmesi için bir "tek durak noktası" aracılığıyla yardım ve idari basitleştirme dosyalar, daha kısa inceleme süreleri (bir yıldan 6 aya kadar), çevre koruma (ICPE) için sınıflandırılan tesislerin beyanı için geçerli eşiğin günde 100 tona çıkarılması (bugün 60 ton/gün), krediye erişim (için tarımsal anaerobik çürütme + küçük tesisler için ek ücret); Kanalizasyon arıtma tesislerinden gelen çamur ve biyo-atık gibi girdilerin karışımlarına izin verin ( FNSEA'nın "güçlü çekincelere sahip olduğu bir nokta ", "güvenilir yayılmayı garanti eden katı düzenlemeleri, kaliteli gıda üretimini garanti etmeyi" tercih eder; eğitim (özellikle tarım için) aktörler) sektörü yapılandırmak ve profesyonelleştirmek için.
Bu aynı zamanda çok yıllı enerji programı (EPP) ve gelecekteki "yol haritası" 2019 - 2023 enerji geçişi çalışmalarını da bilgilendirmelidir . FNSEA, "lağım çamuru ve biyolojik atık karışımı hariç, bu ilerlemeleri memnuniyetle karşıladı". Üreticilerin ve çiftçilerin "azami üretim kapasitelerini artık aylık değil, yıllık olarak belirlemelerine ve biyogaz alımını bugünün 15 yılına kıyasla 20 yılı aşkın bir süredir sözleşme yaparak onlara daha fazla görünürlük elde etme imkanı vermelerine" izin verilmesi gerektiğine inanıyor.
Bölgelerde sürdürülebilir sektörlere doğruMetanizasyon için gerekli biyo-atık ve tarımsal atıklar genellikle dağınıktır ve miktarları ve kaliteleri bölgeye ve mevsimlere göre değişir. Biyogazın geri kazanımı çok taşınabilir değildir ve akış fikrine uygun değildir (atıkların anaerobik çürütme ünitesine yerel olarak taşınması, ardından biyogazın tüketim alanlarına taşınması hariç).
Bu nedenle bir anaerobik çürütme ünitesinin kurulması, bölgesel bir arz mantığına (yerel atık veya diğer "metanize edilebilir" biyokütle birikimi, bir gaz şebekesine yakınlık) ve talep (bölgenin gaz, elektrik, çürütücülerdeki ihtiyaç ...) uymaktadır.
Yerel aktörlerin siyasi iradesi daha sonra yerel kalkınmanın kaynağı olabilecek bu sektörün gelişmesini mümkün kılmaktadır . Aslında, metananize edilebilir ürün tedarik planı genellikle yalnızca kısa ve orta nakliye mesafeleri için karlıdır. Sektör, organik madde tedarik eden aktörleri biyogaz kullanacak ve çürütecek olanlarla (yerel yetkililerden üreticiler dahil çiftçilere veya onların gruplarına, atık arıtma sektöründen fabrika inşaatçılarına, metanizasyona ve üretilen enerjiyi tüketen hanelere) bağlamaktadır. Bu, yukarı akışla, biyogaz üretimi için gerekli organik substratların bir koleksiyonunu, ardından sürecin kendisini, ardından ürünlerin dönüştürülmesini ve son olarak da değerlemelerini içeren bölgesel bir mantığı varsayar.
Bu bölgesel mantık, Irstea liderliğindeki çeşitli projelerin bir parçası olarak Rennes metropol bölgesinde aşamalı olarak uygulanmaktadır . Akajoule ve Rennes Métropole şirketi ile ortaklaşa çalışan araştırmacılar, metanizasyon sektörünün “bölgesel teşhisi” için bir metodoloji geliştirdiler. Atık, enerji ve tarım için belirlenen bölgesel kısıtlamalar ve fırsatlar dikkate alınarak anaerobik çürütme ünitelerinin kurulması için en uygun senaryoların belirlenmesini mümkün kılar. “Somut olarak, bölgenin coğrafi referanslı bilgilerinden (mevcut kaynaklar, metana dönüştürülebilir atıkların toplanma yeri, vb.), Matematiksel model, tanımlanan beş kriterden (atık arıtma, enerji üretimi, toprak kalitesi, su kalitesi, gübre) hangisi için belirlenir. gereksinimi) anaerobik çürütme en uygunudur”. Bu işbirliği, Rennes metropol alanı için ilk veri tabanının oluşturulmasını ve metanizasyon sektörü için bir master planın hazırlanmasını mümkün kılmıştır. Projelerin bir diğer önemli bileşeni, çevresel etkilerin analizi (yaşam döngüsü analizi araçlarını harekete geçirerek) ve anaerobik çürümenin uygulanmasıyla bağlantılı sosyoekonomik etkilerle ilgilidir. "Bu çalışma, özellikle ilk kez, anaerobik sindirim için kullanılan malzemeler üzerindeki baskı veya tarımsal uygulamalardaki değişiklik gibi sektöre atfedilebilen etkilerin bir listesinin oluşturulmasını mümkün kıldı" .
2017 yılında sektör 1.700'den fazla doğrudan işi temsil etti. Hükümet tarafından 2010 yılında belirlenen hedeflere ulaşılırsa 2020 yılına kadar 15.000 kişi oluşturabilir. Bu işler arasında değişen nitelikleri gerektiren işçi için bac aracılığıyla 5 teknisyen bakım için.
Belediye uygulamalarıFransa, evsel atıkların metanizasyonuna başlayan ilk ülkeydi ( 1988'de Valorga ile Amiens'te ). 2002'den bu yana, başka tesisler hizmete girdi: Varennes-Jarcy, Le Robert (Martinique), Calais, Lille, Montpellier, Marsilya ve Fransa genelinde yaklaşık yirmi tane daha çalışma veya yapım aşamasında. Başlangıçta 2010 yılında yapılması planlanan ancak ertelenen Romainville tesisi, yaklaşık 400.000 ton ev atığını işleyecek.
Yaklaşık otuz yıldır, katı biyokütle-atık ve/veya belirli kanalizasyon çamurlarını işleyen endüstriyel tesisler, bir kez kamu yardımı ile başlatıldığında ekonomik karlılıklarını göstermiştir.
Kaynağında ayrıştırılmayan atıklar, menşelerine bağlı olarak ön işleme ve/veya mekanik son işleme ( ayırma, ayırma, kırma yoluyla boyut küçültme, boyuta göre eleme ve/veya pastörizasyon ile mekanik-biyolojik ayırma) tabi tutulmalıdır . Bazı birimler kaynağında ayrıştırılan organik maddelerden oluşan biyo-atıkları işliyor. Bu, örneğin Lille veya Forbach siteleri için geçerlidir.
Endüstriyel firmalar, özellikle metanizerler ve mekanik-biyolojik ayırma sistemleri olmak üzere endüstriyel metanizasyon çözümleri uygulamışlardır . Fransa, Almanya, İsviçre, İsveç, İspanya vb.
Biyogaz üretimi, yenilenebilir enerji üretmek ve organik atıkları işlemek için ikili hedefi olan Avrupa Birliği'nin (AB) birçok ülkesinde gelişmiştir. Başında XXI inci yüzyılın gelişme öncelikle güçlü halk desteğine ve tedarik ekinler ilişkin özel bir kullanıma dayanır elektriği ile kojenerasyon . 2020'de, atıkların veya ara mahsullerin geri kazanılmasını vurgulayan ve biyometanda geri kazanıma yönelen kamu desteğini azaltma eğilimi var .
Almanya ve Birleşik Krallık biyogaz sektörün gelişimine öncülerindeniz; ikincisi 1992'de eski RAF Eye hava üssünün sahasına dünyadaki ilk tesisi kuruyor . İspanya, İtalya, Danimarka, Hollanda, İsveç, Polonya, İsviçre ve Avusturya gibi diğer ülkelerin özel biyogaz programları ve politikaları var. 2000'li yıllardan bu yana AB, dünya üretiminin yarısından fazlası ile - Amerika Birleşik Devletleri'nin önünde - ana biyogaz üreticisi haline geldi. Aslında, Avrupa ölçeğinde biyogazın gelişimi, bazı ülkelerin - 1997 Beyaz Kitap sayesinde - yenilenebilir enerjiler alanında bir strateji ve bir Topluluk eylem planı oluşturma arzusuyla başarılmıştır . Biyogaz üretimi ayrıca AB tarafından belirlenen diğer hedefleri de karşılamaktadır:
Almanya'da 2000'li yıllarda güçlü siyasi destek sayesinde gelişen sektör, özellikle mısır gibi enerji bitkileri ile tedarik edilen büyük üniteler şeklini aldı . Destek kısıtlamalarının bir sonucu olarak, çiftlik atıkları ile kısa devrede çalışan küçük üniteler yeniden ortaya çıkma eğilimindedir. Enerji üretiminin esnekliğinin arttırılması, enerji mahsulü olarak kullanılan mısır miktarını ve hayvancılık bölgelerindeki çevresel dışsallıkları azaltmayı mümkün kılacaktır , ancak sübvansiyonlarda ( satın alma fiyatı ) çok maliyetli olacaktır . Nominal modda üretilen biyogaz.
In İsviçre , anaerobik sindirim 2019 yılında tüketilen gazın% 2 sağlar ve sektör 2030 için bireylerin (dolayısıyla hariç endüstriler ve ulaşım) “ısıl” tüketim% 30 hedefini belirledi.
Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa'ya kıyasla kalkınmayı geciktiren biyogaz üretimini desteklemek için federal bir politikaya sahip değildir . Petrol fiyatlarının yüksek olduğu 2007-2008 yıllarında küçük bir kurulum dalgası yapıldı, ancak çok iyi performans göstermediler.
2010'ların sonunda, Kaliforniya gibi bazı eyaletler , "2019'da 50 veya 100'e kadar" projeleri canlandıran enerji tedarikçilerinin tedarikinde yenilenebilir enerji için taban eşikleri uygulayarak tesislerin inşasını teşvik etti. Amerikan çürütücülerindeki anaerobik çürütme girdileri esasen atıktır : sığır ve domuz gübresi , yiyecek artıkları, kanalizasyon arıtma tesisi çamuru .
1960'lardan beri, Çin inşa etmek programları geliştirmiştir çürütücüler içinde kırsal alanlarda methanizers yönetiminde eğitim çiftçiler de dahil olmak üzere. 2008 yılı tahmini, 30 milyondan fazla çürütücünün ülkenin toplam enerjisinin %1,2'sini sağladığını göstermektedir. Güney Asya'daki küçük ölçekli çürütücülere uyarlanmış teknolojilerini ihraç ediyor. 2010'larda daha büyük ve daha merkezi birimlere doğru bir evrim gerçekleşti.
Çok sayıda araştırma programı, anaerobik sindirimden (örneğin ilçe düzeyinde) endüstriyel ölçeklere kadar, enzimlerin rolü de dahil olmak üzere, anaerobik çürümeye odaklanır; reoloji , kalın yoldan ve sıvı yolunun ya da reaktöre kesintisiz veya kesintili yemin kuru yol avantajları ve dezavantajları; daha da etkili bakteri suşlarının aranması; çürütücülerin geri kazanılması, kokuların ölçülmesi ve kontrolü, işçi sağlığı vb.
Anaerobik çürümenin insan veya hayvan yemi ile rekabet etmemesi gereken ülkelerde (örneğin Fransa), özellikle girdileri çeşitlendirmek için çaba sarf edilmektedir (örneğin: yol kenarı biçme ürünleri); metanizerin yönetim araçlarını (izleme) ve girdi gelirini rafine ederek operatörlerin aldıkları girdilerin çeşitliliğini ve mevsimselliğini daha iyi yönetmelerine yardımcı olmak. Fransa'da, CARMEN araştırma projesi anaerobik çürütme sürecini iyileştirmeyi ve dolayısıyla onu daha iyi anlamayı (örneğin girdilerin hazırlanmasının rolü, biyoreaktörü doldurma yönteminin (katman veya karışım halinde), olası katkı maddelerinin (örneğin ) örneğin biçme ürünlerinin veya çim kırpıntılarının asitleştirici etkisini tamponlamak için), mikro kirleticiler ve diğer inhibitörler, bakterilerin bunlara uyum sağlama olasılığı ...). Ancak diğer araştırma çalışmaları, sektörün yukarı akışı (CIVE, tarımsal atıkların ön arıtımı, gübre yönetiminin kontrolü, vb.) ve aşağı akışla (biyogaz ve biyometan için arıtma ve yakma sistemlerinin iyileştirilmesi; örneğin CLIMIBIO projesinin bir parçası ile) ilgilidir. ). Kuru proseste, özellikle çok farklı girdilerin birlikte sindirildiği bir durumda, sindirimi optimize etmek için su transferlerini ve reaktördeki devridaimi daha iyi anlamaya ve kontrol etmeye çalışıyoruz.
Tesislerin yakınında yaşayan insanlar genellikle kokusuz biyogaz ile ilgili olarak gerekçelendirilemeyen koku sorunlarından korkarlar . Digestatın yayılması da ham bulamacınkinden daha az kokuludur , karbonun büyük bir kısmı metana dönüştürülür. Bununla birlikte, dönüştürülmüş nitrojen, bitkiler tarafından daha iyi özümsenmesine rağmen, yine de süzme yoluyla süzülebilir ve ayrıca daha uçucudur. Tesisatları beslemek için atık sirkülasyonu da eleştiri konusudur. Projelerin tartışılması bazen endüstriyel dünya veya yetkililer tarafından "dayatılan" altyapıların reddi bağlamının bir parçasıdır.
Fransa'da, özel enerji mahsullerinin Alman modeli , birincil veya ikincil (hayvanları beslemek için) gıda mahsulleri ile rekabeti nedeniyle reddedilmektedir.