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Alors que l'économie et la culture cherchent à développer les énergies alternatives et à atteindre une meilleure efficacité énergétique, la notion de carburants renouvelables a captivé l'imagination du public. Parmi les options renouvelables comme l'éolien, le solaire et l'hydroélectricité, on trouve le biogaz. Pendant des décennies, la gestion des déchets organiques a été un fléau pour les agriculteurs comme pour les propriétaires. Que la source soit le fumier de bétail, la flore morte, les aliments non consommés et les restes, ou les carcasses d'animaux, peu nieront que de fortes odeurs s'en dégagent. Ce sont, en fait, des gaz et ils sont de puissantes sources de production d'énergie. La clé est de savoir comment capter et utiliser ces émissions.
Lorsque des substances organiques fermentent en l'absence d'air, comme à l'intérieur d'un tas de compost, le biogaz est produit par la désintégration de micro-organismes. Il est principalement composé de méthane et de dioxyde de carbone. Le méthane (CH4) est un gaz volatil déjà utilisé pour les cuisinières, les fours et certains luminaires. Le dioxyde de carbone (CO2), quant à lui, n'est pas seulement présent dans la combustion des composés organiques, il existe également dans l'air d'où il est absorbé par les plantes et la végétation. Pour être utilisable à grande échelle, ce mélange doit être traité dans une usine de biogaz.
La centrale de biogaz doit être alimentée : les restes de nourriture comme les coquilles d'œuf et le marc de café ; les épluchures de pommes de terre et les tiges de carottes ; les graisses rendues et les boues peuvent tous servir de substrat sur lequel la fermentation chimique commence. Les tontes d'herbe et de feuilles, ainsi que le fumier animal, sont également des intrants courants pour une usine de biogaz. Ceux-ci sont acheminés vers un fermenteur — une chambre obscure et anaérobie chauffée à environ 40 degrés Celsius (104 degrés Fahrenheit). Les micro-organismes décomposent ensuite le substrat, facilitant la libération du biogaz. Le biogaz résultant contient non seulement du CO2 et du CH4, mais aussi du sulfure d'hydrogène (H₂S) toxique. Le biogaz monte vers la partie supérieure de la chambre de fermentation et est ensuite brûlé dans la centrale de chaleur et de biogaz. C'est là que l'électricité et la chaleur sont produites.
La conversion du biogaz peut potentiellement fonctionner pour un certain nombre de carburants comme produit final. Le méthane nettoyé et purifié peut être utilisé pour l'éthanol, le diesel, le méthanol, l'essence ou le gaz de pétrole liquéfié (LPG). Le méthanol, par exemple, peut théoriquement résulter du biométhane après l'application de bactéries méthanotrophes. Une autre méthode consiste à d'abord modifier chimiquement le biogaz en gaz de synthèse, puis à reformer le gaz de synthèse en méthanol. L'utilisation du biogaz comme matière première pour la production de méthanol permet l'utilisation circulaire des flux de déchets organiques. Les fermes, les transformateurs alimentaires et les services d'assainissement qui produisent du biogaz sur place peuvent ajouter la production de méthanol comme source de revenus supplémentaire, améliorant ainsi l'économie globale du projet.
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