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Selon l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA), l'automobile moyenne émet 4,6 tonnes métriques de dioxyde de carbone (CO₂) par an. Bien que ce chiffre puisse varier en fonction de la consommation de carburant et d'autres facteurs, il interpelle ceux qui s'inquiètent des menaces atmosphériques provenant des gaz à effet de serre. De plus, ce chiffre suggère que les véhicules plus gros — camions, bus par exemple — rejettent un volume encore plus important de CO₂. Ces réalités soulignent l'urgence de développer des carburants et des sources d'énergie renouvelables qui n'ajoutent pas de nouvelles émissions de gaz à effet de serre à l'atmosphère terrestre. Le biogaz est l'une de ces sources qui est également convertible sous forme liquide.
En fait, le biogaz n'est pas difficile à localiser. La décomposition de la végétation et des restes d'animaux ; les déchets biodégradables comme les pelures de banane, les trognons de pomme, les coquilles d'œuf et les parures de graisse ; le fumier d'animaux de ferme et les excréments d'animaux sauvages ; ainsi que les eaux usées et les eaux d'égout, sont autant de points d'origine potentiels du biogaz. La clé est que leur décomposition ait lieu en l'absence d'oxygène. La création de biogaz est anaérobie, donc, dans le monde naturel, elle se produit lorsque cette matière organique est enfouie. Les technologies modernes ont cependant rendu possible la digestion anaérobie de ces matériaux grâce à l'ingénierie humaine. Que ce soit dans un appareil conçu ou dans un biome extérieur, la digestion anaérobie se déroule de manière cohérente. Une fois privées d'oxygène, les matières organiques, ou substrat, sont soumises à une décomposition par des organismes bactériens spécifiques. D'abord, les microbes rendent les organismes solubles dans l'eau et rompent les liaisons chimiques en leur sein. Ensuite, les composants du substrat sont transformés par des réactions chimiques en acides volatils. Ces acides sont finalement convertis en biogaz composé de CO₂ et de méthane (CH₄). Le méthane est le composé productif qu'offre le biogaz.
Outre le CH₄ et le CO₂, le biogaz contient de plus petites quantités de sulfure d'hydrogène, de vapeur d'eau et d'autres composés qui sont soit dangereusement toxiques pour la santé publique et les infrastructures énergétiques, soit néfastes pour l'efficacité et la performance du méthane lui-même. Avant que le biogaz ne puisse être utilisé, ces contaminants doivent être éliminés. Certains sont absorbés par contact avec des solutions chimiques ; d'autres sont adsorbés par contact avec des solides comme le charbon actif. Parfois, des membranes sont utilisées pour filtrer les composés indésirables. Quelle que soit la technique, le méthane doit atteindre un certain degré de pureté avant d'être utilisable.
La conversion du biogaz peut potentiellement s'appliquer à 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 (GPL). Plus précisément, cependant, la conversion du biogaz consiste à utiliser du biométhane à la place de ces carburants de transport par la modification des moteurs. Un moteur à essence monocylindre à quatre temps, par exemple, peut être rééquipé pour le biogaz par une opération assez simple. La décontamination et la purification sont obligatoires. Au-delà de cette nécessité, le biogaz doit être comprimé avec une pression atteignant près de 700 pounds per square inch et refroidi à 126 degrees below zero on a Fahrenheit scale. Une fois le biogaz adapté, le carburateur du moteur est le seul composant majeur du moteur qui doit être remplacé ou, du moins, considérablement rénové.
Le GPL est en fait un dérivé du gaz naturel géologique lorsqu'il est combiné avec du pétrole brut raffiné. Il est favorisé pour plusieurs raisons : facilité de transport ; densité énergétique ; efficacité de combustion ; et efficacité de transfert de chaleur. Dans l'ensemble, le GPL est principalement utilisé au niveau domestique, c'est-à-dire pour la cuisine et le chauffage, mais il est également de plus en plus employé par l'industrie. Le GPL présente également des avantages écologiques en ce qu'il émet de faibles niveaux d'oxydes d'azote, d'oxydes de soufre et de particules. La conversion du biogaz en GPL est un sujet d'actualité car les scientifiques prévoient un épuisement éventuel du pétrole liquide. Beaucoup croient que le gaz naturel et — par extension — le biogaz constituent la solution à ce vide imminent en carburants liquides.
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