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BIOGNVAL, UNE SOLUTION INEDITE POUR VALORISER LES EAUX USEES EN BIOCARBURANT LIQUIDE

BIOGNVAL, UNE SOLUTION INEDITE POUR VALORISER LES EAUX USEES EN BIOCARBURANT LIQUIDE

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Production de BioGNL à Valenton

Le Syndicat interdépartemental pour l’assainissement de l’agglomération parisienne (SIAPP) et le groupe Suez sont associés dans un projet industriel BIOGNVAL pour valoriser les eaux usées en biocarburant liquide.

Le développement des bioénergies, dont le biogaz produit à partir de matières biodégradables, est une véritable opportunité pour contribuer aux enjeux fixés par la Communauté Européenne d’ici 2020 avec le paquet Climat Energie. En 2020, la directive européenne 2009/28/CE fixe un objectif d’incorporation de 10 % d’énergies renouvelables dans le secteur des transports pour chaque État membre de l’UE.

Le biogaz issu des stations d’épuration est une ressource valorisable localement. Il est pérenne, relativement riche en méthane, et disponible à proximité des systèmes territoriaux existants : zones industrielles, infrastructures de distribution de gaz et de carburant.

Valoriser les boues issues du traitement des eaux usées pour produire du biocarburant liquide, c’est l’objet du projet BioGNVAL, porté conjointement par Suez et le Syndicat interdépartemental pour l’assainissement de l’agglomération parisienne (SIAAP), et  dont le démonstrateur industriel a été présenté le 9 mai sur le site de la station d’épuration de Valenton (Val-de-Marne). 

L’usine de Valenton est l’une des plus grandes d’Europe, traitant chaque jour les eaux usées produites par près de 9 millions de franciliens.

Le démonstrateur industriel BioGNVAL est le premier en France à valoriser le biogaz issu du traitement des eaux usées en biocarburant liquide (BioGNL), une énergie renouvelable, facilement stockable et transportable.

Cette innovation est rendue possible par le procédé de cryogénie développé par Cryo Pur qui permet d’épurer le biogaz en séparant ses composés – méthane et CO2 – pour produire du biométhane puis de le transformer en biocarburant liquide.

Une innovation francilienne à vocation internationale

Soutenu par le programme Investissements d’Avenir de l’ADEME, ce projet lancé en février 2013 par le SIAAP et SUEZ, exploitant de la station de Valenton (800 000 m3 d’eau/jour), visait à démontrer la faisabilité technico-économique à grande échelle de la production de gaz méthane liquide à partir de biogaz, afin de développer la filière au niveau mondial.

Le projet BioGNVAL, aujourd’hui finalisé, démontre que l’on peut produire grâce à nos eaux usées un carburant propre qui n’émet pas de particules fines et qui réduit de 50% les émissions sonores et de 90% les émissions de CO2 par rapport à un moteur fonctionnant au diesel. Le démonstrateur industriel BioGNVAL permet de traiter près de 120 Nm3/h de biogaz, de produire 1 tonne/jour de BioGNL (2 pleins de poids lourd). Les tests effectués démontrent que les eaux usées de 100 000 habitants permettraient de produire suffisamment de BioGNL pour alimenter 20 Bus ou 20 Camions.

Facilement stockable et transportable, puisque la liquéfaction permet de réduire son volume par 600, le BioGNL offre de nombreux débouchés. Il peut être utilisé pour le transport de personnes et marchandises longue distance (poids lourds, camions et bus) ou être mis à la disposition de stations- services ou d’industriels qui peuvent l’utiliser en substitution de combustible fossile. Il constitue aussi une solution complémentaire pour valoriser le biogaz issu des stations d’épuration lorsque ce dernier ne peut être facilement injecté au réseau de distribution de gaz naturel1, notamment pour des raisons de distance.

Le projet BioGNVAL vise à valoriser le biogaz issu du traitement des eaux usées en une énergie renouvelable et facilement stockable : du biocarburant liquide. Cette transformation nécessite deux étapes :

  •   L’épuration (ou enrichissement) : le biogaz est composé de 2 principaux constituants homogènes que sont le méthane CH4 (présent à 55 – 65 %) et le dioxyde de carbone CO2 (présent à 35 – 45 %). Le résiduel est composé d’un mélange complexe de nombreux éléments mineurs (oxygène, azote, H2S…) qui doit être traité ;
  •   La liquéfaction : le choix du biométhane liquide (BioGNL) demande une étape de liquéfaction en vue de son utilisation comme carburant pour véhicules. Le CO2 séparé est également liquéfié pour utilisation commerciale.

     Déroulement

    Le projet BIOGNVAL s’articule autour de trois tâches majeures :

  •   La conception et la réalisation des installations pilotes de production de bio-GNL pour étudier l’optimisation des investissements et des coûts d’exploitation ainsi que celle du couplage énergétique entre l’épuration cryogénique et la liquéfaction ;
  •   La valorisation du bio-GNL pour rationaliser son stockage, sa logistique et ses infrastructures de transport et distribution. L’objectif étant de réduire les coûts d’exploitation de la filière et de définir un prix du biocarburant qui soit acceptable pour le client final et rentable pour producteurs et distributeurs ;
  •   L’organisation de la valorisation du CO2 liquide issu de l’épuration cryogénique du biogaz, afin de valider les voies de commercialisation de ce co-produit et bénéficier de ses avantages énergétiques et environnementaux.

Résultats attendus Innovation

Le projet doit conforter l’expérience en matière d’épuration et de production de biométhane et de CO2 liquides. En France en particulier, il a un rôle important à jouer pour promouvoir l’usage du biométhane comme carburant pour véhicules. Ce projet est le premier en France à proposer la production de biométhane liquide, qui pourra jouer un rôle majeur dans le transport longue distance par poids lourds (plus de 800 km).

Economie

Le projet a pour but de positionner la filière bio-GNL par rapport à d’autres filières carburant fossiles (diesel) et vise une application dans le transport de marchandises longue distance plutôt que pour des flottes locales. Le projet participe à l’indépendance énergétique des territoires par la mise à disposition d’une énergie locale, pérenne et durable.

Environnement

Le projet doit mettre en évidence le bilan environnemental de la production de Bio-GNL par rapport à l’utilisation d’énergie fossile. L’économie carbone sur le périmètre du projet est estimée à 1 500 Teq CO2 par an en cas de substitution au diesel. Le projet met également en évidence le bénéfice santé du BioGNL, carburant non émetteur de particules classées cancérigènes par l’OMS.

Social

Le projet a pour objectif la mise en œuvre d’une filière émergente de production et d’utilisation optimales d’une ressource d’énergie renouvelable, le biométhane. Il valorise l’émergence d’une solution technologique innovante proposée par la jeune société française CRYO-PUR. La fabrication d’un carburant à partir de ressources locales et pérennes permet la création d’emplois non délocalisables.

 Application et valorisation

L’ambition du projet est de démontrer la faisabilité technico -économique de la production de gaz méthane liquide à partir de biogaz à grande échelle, afin de développer la filière au niveau mondial. Ce déploiement de grande envergure permettra ainsi de substituer annuellement plus de 1,1 TWh de carburant fossile et évitera 770 000 Teq- CO2 par an à l’horizon 2030.

L’expérimentation industrielle sera réalisée sur la station d’épuration Seine Amont du SIAAP située à Valenton (Val de Marne). Elle sera dimensionnée à l’échelle 1 afin de dé- montrer la viabilité technico-économique du projet.

Les perspectives de dissémination, d’application à d’autres territoires sont prévues à la fois pour des stations d’épuration (pays visés : Europe, Moyen-Orient), des installations de stockage de déchets ou des méthaniseurs d’ordures ménagères (marché français).

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