Produire du biogaz, c’est bien. C’est même la clé de voûte de bon nombre de projets. Mais bien le valoriser, c’est mieux. Le choix du mode de valorisation est un facteur essentiel pour rentabiliser les projets sur le long terme. En France comme à l’international, la cogénération et l’injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel sont les deux voies de valorisation les plus courants, sachant qu’une combinaison des deux, par exemple électricité et injection, peut, dans certains cas, s’avérer judicieuse. La cogénération, qui a longtemps constitué un standard, consiste à produire conjointement de l’électricité et de la chaleur. Plusieurs opérateurs comme Dalkia, Eneria, Clarke Energy, ou encore 2G Energie disposent d’une solide expertise en la matière et sont capables de s’engager sur la disponibilité des machines et des équipements ainsi que sur les performances. Mais la rentabilité économique est souvent conditionnée à la présence de débouchés à proximité. Jusqu’à présent, seules de grosses steu s’y sont lancées avec succès. Clarke Energy, distributeur et partenaire de services pour la société TPI Tecno Industriale (TPI), filiale du groupe italien SIAD, propose la double valorisation CH4 et CO2 à tous producteurs de biogaz, que celui-ci provienne de la filière agricole, des déchets ou du traitement de l’eau. En s’appuyant sur l’expertise de TPI, Clarke Energy offre une gamme de systèmes dédiée au processus de valorisation du biogaz en bio-méthane, par épuration membranaire ou lavage aux solvants, et de récupération du CO2 de qualité alimentaire, par cryo-liquéfaction.
L’injection de biométhane dans le réseau de distribution de gaz naturel est ouverte au steu depuis 2014. Mais le biogaz brut, de composition variable, doit être purifié, c’est-à-dire débarrassé de certaines impuretés telles que les COV ou les siloxanes, et dans certains cas d’H2S. Arol Energy, Engie, Gaseo, Prodeval, Carbotech (Viessmann), IFP Energies nouvelles, Air Liquide, ou encore Biothane (Veolia Water Technologies), avec son procédé MEMGAS® se disputent le marché de la valorisation du biogaz, c’est-à-dire la séparation/purification du CH4 et du CO2, puis selon les cas, la compression ou la liquéfaction de ces gaz, en s’appuyant chacune sur sa propre technologie.
Cinq familles de traitement sont disponibles : le lavage à l’eau, aux amines, l’adsorption à pression alternée (PSA), les technologies membranaires et la cryo-condensation.
Gaseo travaille avec le procédé PSA (Pression Swing Adsorption). Le biogaz désulfuré et séché est introduit sous pression dans un adsorbeur et traverse de bas en haut un adsorbant composé d’un tamis moléculaire de carbone CMS dans lequel le CO2 est retenu et emprisonné. Le CH4 contenu dans le biogaz traverse cet adsorbeur. A sa sortie, le gaz est enrichi en CH4 et peut être réinjecté dans le réseau public.
Arol Energy développe de son côté deux procédés reposant sur des membranes filtrantes. Le procédé AE-Membrane convient à des installations dont le débit de biogaz va de 150 à 500 Nm³/h. Il est donc adapté à des steu de 150.000 à 500.000 EH. Pour les unités plus petites, Arol Energy développe AE-Compact, un système « plug and play » intégré dans un bloc et prêt à être exploité sur le site. La société a également développé un procédé de séparation appelée AE-Amine, intéressante pour les steu de plus de 400.000 EH.
Prodeval et BIOTHANE proposent elles aussi une technologie de purification/séparation par membrane qui repose sur les membranes hautes performances Sepuran® produites par la société allemande Evonik. Le procédé Valopur® consiste en une mise en pression et un passage sur charbon actif. Débarrassé de l’eau et des impuretés, le biogaz passe sur la membrane séparatrice à une pression de 10 à 15 bar. Prodeval, compte aujourd’hui près de 135 références Valopur® en France (dont 60% sont actuellement en cours de production). L’exploitation et la maintenance sont facilitées par un réseau de techniciens itinérants couvrant l’ensemble du territoire et une Hotline 24/24 7j/7. La société conçoit aussi des systèmes de production et de distribution de bioGNC – AgriGNV® et CN’Green® - une autre forme de valorisation du biogaz permettant d’alimenter des véhicules en biocarburant. Enfin, le procédé Cryo Pur, développé par la société du même nom, repose sur un procédé très différent fruit de 15 années de travaux de R&D menés par Denis Clodic et son équipe de Mines ParisTech dans le domaine du captage cryogénique du CO2 : la cryo-consensation. Un prétraitement à -90 °C élimine les impuretés avant que le biogaz ne soit refroidi à -110 °C. Le CO2 est alors liquéfié. Le méthane restant est ensuite liquéfié à son tour, entre -120 et -160 °C, selon la pression.
