Guide de développement d’une usine de biogaz

L’objectif de ce guide est de fournir une feuille de route générale de développement de projet pour la planification, la conception, l’approvisionnement, l’autorisation, la construction et l’exploitation d’une usine de biogaz efficace et viable.

Ce guide sera mis à jour régulièrement avec du nouveau contenu relié au biogaz, à la digestion anaérobie et aux meilleures pratiques de l’industrie.

Chapitres du guide de développement d’une usine de biogaz

Avant-propos

Depuis plus de 12 ans, notre firme de génie-conseil se spécialise dans l’étude, la conception et la réalisation de systèmes de biogaz permettant une gestion responsable et profitable des rejets organiques de fermes, d’industries agroalimentaires et de municipalités. Je suis constamment surpris de découvrir que les plus importants projets de biogaz souffrent d’une mauvaise planification ou d’une conception qui engendre une exploitation des usines de biogaz et une économie sous-optimales. La plupart des erreurs facilement évitables sont dues à une mauvaise conception initiale, à un manque de connaissances et d’information sur l’ingénierie des usines de biogaz.

Il existe plusieurs excellentes publications sur la digestion anaérobie et l’utilisation du biogaz, mais très peu sur l’ingénierie du biogaz et sur le développement de projet dans l’ensemble.

Je me rappelle de mes premières années comme ingénieur en méthanisation. J’étais passionné du sujet et dévorait une grande quantité d’informations techniques sur la digestion anaérobie et l’utilisation du biogaz. Au fil des années, j’ai mis ces aspects techniques de côté pour concentrer mon travail sur d’autres sujets tout aussi complexes tels que la planification de projet, le financement, l’approvisionnement, l’autorisation  et l’exploitation. Ce sont d’ailleurs ces sujets qui seront abordés principalement dans ce guide.

Ce guide a été écrit pour être publié comme un ensemble d’articles en constante évolution sur le site de BiogasWorld ou comme un livre électronique autonome pour répondre à l’évolution rapide de l’industrie du biogaz.

Je vous souhaite d’apprécier la lecture et de trouver de précieuses informations qui vous aideront à concevoir, à construire et à exploiter un meilleur système de production de biogaz.

Eric Camirand, P.Eng.

Président d’Electrigaz Technologies Inc.

 

1. Introduction

Ce guide a été écrit pour ceux qui se reconnaissent dans au moins un de ces énoncés :

  • Tu te demandes comment tu pourrais transformer tes déchets organiques en or ?
  • Tu as été chargé de construire une usine de biogaz pour traiter les déchets organiques et tu ne sais pas comment t’y prendre ?
  • Tu as étudié ce sujet depuis des années et tu penses être maintenant prêt à construire ta propre usine de biogaz ?
  • Tu es intrigué par cette incroyable technologie qui transforme les déchets en énergie renouvelable, et tu veux en apprendre davantage sur le sujet ?
  • Tu en as appris beaucoup sur le biogaz depuis des années, mais plus tu en apprends, plus tout devient complexe et confus ?
  • Tu exploites une usine de biogaz et tu te demandes pourquoi elle est peu performante et tu tentes de trouver des solutions concrètes à ces problèmes ?

Si tu t’identifies dans l’un de ces énoncés, tu as officiellement besoin de plus amples informations sur le développement et l’exploitation d’une usine de biogaz. Ce guide a été écrit pour t’aider à mieux développer ton usine et te donner toutes les chances de réussir.

2. Pourquoi construire une usine de biogaz ?

Il existe 3 raisons qui poussent les gens à construire leur usine de biogaz :

  • La conformité à la réglementation
  • Les avantages économiques
  • La folie

Les gens se demandent souvent : pourquoi ne pas composter ? N’est-ce pas moins cher ?

En réalité, cela dépend de plusieurs aspects. Chaque projet a sa propre réglementation et ses réalités environnementales locales qui influencent le choix entre le compostage ou la digestion anaérobie.

En général, il est moins coûteux d’effectuer le compostage aéré à des plus petits tonnages de déchets organiques solides (moins de 10 000 tonnes/année). Par ailleurs, une étude de faisabilité approfondie doit être réalisée afin de mesurer les enjeux et les possibilités de chaque technologie de traitement des déchets organiques.

La digestion anaérobie et le compostage sont souvent opposés l’un avec l’autre. En réalité, ces technologies sont complémentaires et devraient être souvent développées conjointement afin de maximiser le potentiel de chacun (ou de profiter des forces de chacun).

 

Réglementation

Il y a 3 principales exigences réglementaires obligatoires pour le développement d’une usine de biogaz :

  • Les politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES)
  • Les politiques sur l’énergie renouvelable
  • Les politiques de recyclage

Malgré leurs systèmes de capture de biogaz, les sites d’enfouissement émettent une quantité importante d’émissions de méthane dans l’atmosphère, qui contribuent aux émissions de gaz à effet de serre. De plus, l’enfouissement des matières organiques n’est pas conforme aux politiques de recyclage qui exigent la réduction, la réutilisation et le recyclage avant l’élimination définitive, puisque les déchets organiques ne sont pas utilisés comme fertilisants.

Pour ces raisons, les politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre et les politiques de recyclage interdisent généralement l’enfouissement des matières organiques, ce qui oblige à opter pour le compostage ou la digestion anaérobie.

Les politiques d’énergie renouvelable telles que les Normes en matière d’offre d’énergie renouvelable (« NOER »), établies dans de nombreux États et pays, obligent les services publics d’énergie à produire un certain pourcentage de leur énergie à partir de sources d’énergies renouvelables. Ces services publics sont constamment à la recherche d’énergies renouvelables abordables telles que le biogaz.

Avantages économiques

Il y a plusieurs avantages économiques de construire une usine de biogaz pour les marchés où le coût de l’énergie et les coûts d’élimination des déchets sont relativement élevés. Puisque la fraction organique des déchets solides municipaux peut représenter environ 50% de la masse, il devient économiquement intéressant de passer de la fraction organique de l’élimination conventionnelle vers la digestion anaérobie.

Le traitement des déchets organiques dans une usine de biogaz peut aider à réduire les coûts d’élimination des déchets. La production de biogaz à partir de déchets organiques peut aider à générer une énergie renouvelable abordable. Combinées, ces opportunités mènent au développement de projets de biogaz.

Par exemple, les petits pays insulaires peuvent grandement bénéficier de l’usine de biogaz, car ils génèrent souvent de l’électricité « sale » à un coût élevé  à partir du diesel (0,50$ + / kWh) et font face à plusieurs défis concernant l’élimination de leurs déchets.

 

Folie

Certaines usines de biogaz se construisent sans raison valable. La plupart de ces développeurs de projets ne s’étaient pas attardés aux principes fondamentaux clés d’un projet de biogaz, qui seront d’ailleurs abordés plus loin dans ce guide.

Ces projets mal planifiés et exécutés aboutissent à des usines de biogaz avec de faibles gains d’efficacité opérationnelle et économiques et, en général, nuisent à l’industrie.

 

3. La digestion anaérobie

La digestion anaérobie est un processus bactérien naturel par lequel un consortium de bactéries anaérobies biodégrade la matière organique dans un environnement sans oxygène.

Ces bactéries ont besoin d’un environnement favorable pour se développer. La bonne température, le manque d’oxygène, l’alimentation adéquate et l’acidité sont la clé d’une digestion anaérobie efficace.

Le processus de digestion anaérobie se déroule à l’aide d’équipements appelés digesteurs anaérobies ou digesteurs. L’alimentation des digesteurs doit être la plus constante possible malgré les fluctuations des matières organiques disponibles.

Plusieurs types de bactéries collaborent pour transformer les matières solides volatiles digestibles en biogaz. Bien que la plupart des matières premières se composent principalement d’eau, il n’est pas possible de produire du biogaz avec de l’eau. Le biogaz est produit à partir de la fraction digestible des solides de la matière première.

Les solides volatils (combustibles) présents dans les matériaux lignocellulosiques tels que le bois ne sont pas digestibles dans un digesteur anaérobie.

La conversion des solides en biogaz rend le substrat plus liquide. Aussi, il est possible d’alimenter la matière première solide dans des digesteurs liquides sans les engorger.

 

4. Les fondamentaux d’un projet de biogaz

Les développeurs de projets de biogaz inexpérimentés concentrent souvent leurs efforts sur les aspects techniques plutôt que sur les principes fondamentaux du projet.

Le choix de la technologie est toujours secondaire à l’établissement des principes fondamentaux suivants :

Biogas plant fundamentals

  • La quantité et la composition de la matière première doivent être bien connues et sous le contrôle du développeur de projet. Sans matière première adéquate, le projet de biogaz ne peut se réaliser.
  • Il doit y avoir un client pour le biogaz. Autrement, il vaut mieux de composter les matières organiques.
  • Les usines de biogaz ne transforment que 10% de la masse qu’ils produisent en biogaz. Les 90% de restants de la masse alimentée dans le digesteur deviennent une matière fertilisante appelée le Le projet réussira si la production du digestat est économiquement avantageuse à long terme.
  • Enfin, l’investissement, les coûts opérationnels et les revenus doivent être prévisibles et équilibrés pour assurer la pérennité du projet.

Si l’un de ces principes fondamentaux n’est pas respecté, la viabilité du projet risque d’être difficile, voire impossible. Le choix de la technologie résulte de ces principes fondamentaux.

 

5. Santé & sécurité d’une usine de biogaz

Comme toute autre activité industrielle, des accidents dans les usines de biogaz peuvent se produire, et des personnes peuvent être blessées ou même mourir. Non seulement les accidents causent des blessures, mais peuvent également nuire à l’industrie du biogaz. Aussi, il est important que la santé et sécurité des concepteurs, des constructeurs et des opérateurs, ainsi que du grand public devienne une valeur pleinement intégrée au développement de l’usine.

Les concepteurs et les opérateurs doivent travailler de concert pour identifier les risques de santé et sécurité et prendre les mesures qui s’imposent pour les réduire.

 

Risques de santé & sécurité

Tous les risques énumérés ci-dessus peuvent être aisément atténués si les mesures de santé & sécurité sont appliquées au cours de toutes les phases de développement du projet :

  • Les feux
  • Les explosions
  • Les intoxications au gaz (H2S, NH3)
  • Les fuites de gaz à haute pression ou de liquide
  • Les risques liés à l’équipement mécanique rotatif
  • Les pathogènes (maladies)

Phase de conception santé & sécurité

La phase de conception est cruciale pour la sécurité globale de l’usine de biogaz. La première mesure de défense provient des différentes normes et des codes qui existent pour protéger la santé publique et la sécurité. En suivant les codes établis tels que CSA, NFPA, OSHA, les codes du bâtiment, etc., le concepteur s’assure de la sécurité des opérateurs.

La classification appropriée de la zone d’explosion est essentielle pour s’assurer que le système électrique installé est adapté au risque d’explosion. En général, la tuyauterie et l’équipement de biogaz sont conservés à l’extérieur des bâtiments pour éviter le port d’équipements antidéflagrants et la construction de bâtiments coûteux.

La création d’espaces confinés devrait être évitée si possible pendant la phase de conception pour assurer un environnement sécuritaire et simple d’utilisation pour les travailleurs. De plus, la ventilation doit être conçue pour assurer la santé et le confort des opérateurs.

Les activités opérationnelles doivent être réalisées pendant la phase de conception pour bien identifier les différents risques pouvant résulter des opérations. Des analyses des risques telles que « What If » (Que se passe-t-il si ?) et HAZOP doivent être effectuées pour identifier, mesurer et trouver des stratégies de  gestion des risques.

Phase de construction – santé & sécurité

Comme toute autre construction industrielle, la construction d’une usine de biogaz nécessite une bonne planification et des mesures sur le site pour assurer la santé et la sécurité des travailleurs qui construisent l’usine.

Un agent de santé et sécurité sur le site est souvent nécessaire pour assurer le respect des mesures de santé et de sécurité établies.

Phase de mise en service – santé & sécurité

Pour plusieurs raisons, la mise en service d’une usine de biogaz est probablement la phase la plus dangereuse d’un projet de biogaz.

Étant donné que le méthane peut exploser à une concentration de 5% à 15%, les digesteurs contiennent une atmosphère explosive à un certain moment pendant la phase de mise en service. Lorsque la concentration de méthane dépasse 15%, le risque d’explosion est considérablement réduit.

Bien qu’elles soient rares, des défaillances structurales peuvent se produire pendant le chargement du système (par exemple, le remplissage du réservoir ou le test de la tuyauterie à haute pression).

Des décharges hydrauliques accidentelles peuvent se produire pendant les tests préopérationnels des pompes et des valves, ce qui peut causer des blessures.

Il est important de tester et de calibrer les équipements de santé et sécurité pour s’assurer qu’ils sont prêts à être utilisés pendant la phase la plus dangereuse du projet.

Phase opérationnelle – santé & sécurité

Les incidents et les accidents surviennent principalement lors de l’exploitation de l’usine et sont causés notamment par une défaillance de l’équipement, par une mauvaise utilisation des équipements ou par de simples erreurs humaines.

Les accidents mortels sont causés par l’empoisonnement au gaz (H2S et NH3) dans des espaces ouverts et confinés.

Une formation adéquate sur les espaces confinés et la détection de gaz portables devrait être obligatoire pour tous les opérateurs d’usine de biogaz.

Les procédures de verrouillage de l’équipement devraient être strictement appliquées pour éviter les accidents inutiles. Une formation adéquate sur les procédés et l’équipement devrait être obligatoire pour tous les opérateurs de l’usine.

La précision et l’étalonnage des équipements de santé et de sécurité, tels que l’équipement de détection de gaz, devraient être régulièrement vérifiés.

Des procédures hygiéniques appropriées (douches, nettoyage des mains, etc.) doivent être appliquées pour éviter les maladies pathogènes.

Enfin, le personnel d’une usine de biogaz devrait être formé aux techniques de base de lutte contre l’incendie et être en mesure d’appliquer les manoeuvres de RCR.

Cliquez ici pour voir les bonnes pratiques de sécurité de l’EPA pour les systèmes de la digestion anaérobie.

Pour en savoir plus sur la santé & sécurité des usines de biogaz, veuillez consulter notre article Rappel des risques et des mesures de sécurité liés aux installations de méthanisation.

 

6. La matière première

Le choix de la technologie dépend de la matière première utilisée, et non l’inverse. Afin de bien concevoir une usine de biogaz, le développeur doit bien comprendre la composition de la matière première.

Comment les matières premières seront-elles collectées et arriveront-elles à l’usine de biogaz ? Quelle quantité ? Quand arriveront-elles ? Sous quelle forme, liquide ou solide ? Quel type de camions transporteront la matière ? Les volumes varient-ils pendant les saisons ? Ce volume augmentera-t-il ou diminuera-t-il au fil des années ?

Un travail considérable doit être effectué pour modéliser la variation de la matière première au fil des jours, des mois et des années d’un projet. Sans ces estimations, il est possible que l’usine ne soit pas bien dimentionnée quientraînera des opérations non rentables et un investissement inefficace.

AD inputs

La composition de la matière première doit également être bien connue pour identifier les technologies les plus appropriées et ainsi traiter la matière efficacement. Connaissance de la composition de la matière première permettra également de maîtriser la qualité du digestat.

Une analyse détaillée de la composition de la matière première issue d’un laboratoire de confiance décrira les propriétés suivantes :

  • La teneur en matière sèche ou en matière solide totale (ST)
  • Les solides volatiles (SV)
  • La teneur en azote totale (TKN)
  • Le pH
  • L’alcalinité
  • Les contaminants (plastiques, verre, métaux, etc.)

Le test des solides totaux consiste à sécher complètement la matière pour déterminer le rapport de masse des solides vs l’eau contenu dans la matière. Par exemple, le lisier de la vache laitière contient généralement 10% de solides et 90% d’eau.

Le test des solides volatils consiste à brûler (600 ° C) les solides du test de solides totaux afin de déterminer le rapport de masse des solides volatils (brûlés) vs les cendres.

Le matériau lignocellulosique (bois) et les plastiques se volatiliseront, mais ne sont pas digestibles par des digesteurs anaérobies.

La digestion anaérobie peut être entravée par divers composés inhibiteurs tels que le soufre, les sels, l’ammoniac, etc.

Pour ces raisons, des tests supplémentaires peuvent être effectués sur la matière première pour déterminer la digestibilité, la stabilité à long terme et le rendement en biogaz. Les laboratoires ayant une expertise en biogaz proposeront les tests suivants :

  • Potentiel de biométhane (BMP)
  • Test de toxicité anaérobie (ATA)
  • Digestion continue

7. Les technologies du processus de production du biogaz

Il existe deux technologies de digestion anaérobie :

  • La digestion anaérobie par voie humide
  • La digestion anaérobie par voie sèche

Les deux technologies offrent des processus continus ou par “batch”.

La digestion anaérobie par voie humide

Le processus est considéré comme une digestion par voie humide lorsque le contenu du digesteur est pompable. Cela signifie que la matière à l’intérieur du digesteur a une consistance d’environ 10% de matière sèche ou moins (90% d’eau).

Il existe plusieurs configurations :

  • Réacteur à mélange intégral ou réacteur à réservoir complètement agité (CSTR)
  • Réacteurs à écoulement piston
  • Réacteur à refoulement anaérobie de boue en nappe (UASB)
  • Réacteur à lit fixe
  • Réacteur à refoulement de boue en lit
  • Etc.

AD wet configurations

Ces configurations ont été conçues pour optimiser le processus pour matières premières variées et d’applications commerciales differentes.

Le bilan massique du processus de digestion humide ressemble à ceci :

AD mass balance

Par exemple, 100 tonnes de matières organiques solides résidentielles et municipales séparées à la source (SSO) arrivent à l’usine de traitement de biogaz par voie humide. Cette matière première doit être prétraitée afin d’éliminer les contaminants potentiels (plastiques, métaux, sables, etc.). Environ 10 tonnes de contaminants seront éliminées et probablement enfouies.

Pour être pompable (10% TS), la matière première sera diluée avec de l’eau qui peut provenir d’une source fraîche ou d’un mélange d’eau fraîche et recyclée des eaux usées de l’usine de biogaz. La matière liquide qui entre dans le digesteur sera d’environ 250 tonnes.

Dans les digesteurs, les bactéries consommeront la majorité des matières solides volatiles de la matière première et les transformeront en biogaz. Environ 10 tonnes de gaz sortiront des digesteurs. Le digestat plus liquide représentera environ 240 tonnes.

À ce stade, le digestat peut être appliqué directement sur la terre. Veuillez noter que 100 tonnes de matières solides ont été transformées en 240 tonnes de liquides et qu’appliquer le digestat sur la terre sous cette forme engendrera des coûts de transport élevés.

Le digestat peut également être séparé en une fraction solide (45 tonnes) pour être appliquée sur la terre (ou composté à 35 tonnes) et en une fraction liquide (195 tonnes) qui sera envoyée dans les égouts ou directement dans la nature.

Il est seulement possible d’utiliser les eaux usées traitées comme eau de dilution pour la matière première entrante et de limiter la quantité d’eau consommée et rejetée par le processus si l’usine d’épuration élimine presque tous les éléments nutritifs (sels et ammoniac/ammonium) dans l’eau. Sans cette élimination, il y aura une accumulation rapide des nutriments dans l’eau et cela inhibera ou éliminera le processus de digestion anaérobie.

Digestion anaérobie par voie sèche

Lors de la digestion anaérobie par voie sèche, le contenu du digesteur n’est pas pompable. La matière à l’intérieur du digesteur a une consistance d’environ 10% de matière sèche.

Il existe plusieurs configurations :

  • Vertical continu
  • Horizontal continu
  • En “batch”
  • Etc.

AD dry configurations

Ces configurations ont été conçues pour optimiser le processus pour matières premières variées et d’applications commerciales differentes.

Le bilan massique du processus de digestion sèche ressemble à ceci :

ad dry mass balance

Par exemple, 100 tonnes de matières organiques solides résidentielles et municipales séparées à la source (SSO) arrivent à l’usine de traitement de biogaz par voie sèche. Il n’est pas nécessaire de prétraiter la matière première pour éliminer les contaminants potentiels (plastiques, métaux, sables, etc.).

Dans les digesteurs, les bactéries consommeront la majorité des matières solides volatiles de la matière première et les transformeront en biogaz. Environ 10 tonnes de gaz sortiront des digesteurs. Le digestat solide représentera environ 90 tonnes. Notez que le digestat sortant sera plus liquide que la matière entrante. Dans certains cas, il peut être nécessaire d’ajouter un agent gonflant avant la digestion pour s’assurer que la matière reste solide.

Dans certains digesteurs “secs” continus, la matière peut sortir en liquide épais. Dans ce cas, ce liquide est encore contaminé (par des matières plastiques, des métaux, des roches, etc.) et donc difficile à recycler pour l’épandage.

Dans notre exemple, le digestat solide ne peut pas être épandu parce que les contaminants n’ont pas encore été éliminés. Afin d’éliminer les contaminants, la matière doit être assez sèche pour permettre le tamisage.

Le moyen le plus efficace de sécher la matière est de la composter avec une matière plus sèche, comme des déchets de jardin. Le compost est une science à part entière et ne sera pas abordé dans ce guide. Cependant, mentionnons que le compostage exige souvent un agent gonflant (25 tonnes) pour assurer une bonne structure de matière conforme aux conditions de compostage aérobie. L’agent gonflant sera ajouté au tonnage de la matière à tamiser afin d’obtenir une meilleure qualité des terres.

Le digestat peut également être séparé en une fraction solide (45 tonnes) pour être épandu sur la terre, et en une fraction liquide (195 tonnes) qui sera envoyé dans les égouts ou directement dans la nature.

Comme pour la digestion par voie humide, il est seulement possible d’utiliser les eaux usées traitées comme eau de dilution pour la matière première entrante et de limiter la quantité d’eau consommée et rejetée par le processus si l’usine d’épuration élimine presque tous les éléments nutritifs (sels et ammoniac / ammonium) dans l’eau. Sans cette élimination, il y aura une accumulation rapide des nutriments dans l’eau et cela inhibera ou éliminera le processus de digestion anaérobie.

Digestion anaérobie par voie humide vs digestion anaérobie par voie sèche

Comme illustré dans les exemples ci-dessus, il n’existe pas de solution magique. La digestion sèche ne résout pas tous les problèmes sur le plan de la gestion des eaux usées, puisque les usines de compostage sont également confrontées à des difficultés de traitement du lixiviat.

Pour reprendre l’exemple mentionné plus haut, par le processus de digestion humide, il en résulte la conversion de 100 tonnes de SSO en 45 tonnes de digestion solide et environ 100 tonnes d’eaux usées (certaines recyclées). Par le processus de digestion anaérobie par voie sèche, il en résulte 80 tonnes de compost recyclé qui doivent être exploitées par une usine de compostage de même taille que l’usine de biogaz.

S’il existe une capacité de traitement des eaux usées éliminant l’ammoniac, la digestion anaérobie par voie humide est à privilégier, mais s’il existe une capacité de compostage, la digestion anaérobie par voie sèche est plutôt à privilégier.

En bref, faites bien vos recherches !

 

8. Le biogaz

Le biogaz est une source d’énergie renouvelable polyvalente qui peut être transformée en chaleur, en électricité et en carburant pour véhicules.

Le biogaz produit à partir d’un système de digestion anaérobie efficace est généralement composé de :

  • Méthane (55-65%)
  • Dioxyde de carbone (35-45%)
  • H2S (100-10000 PPM)
  • Vapeur d’eau (saturée à la température du biogaz)
  • Ammoniaque (traces)

Comme le biogaz, le gaz naturel se compose principalement de méthane. Le biogaz est comme un gaz naturel humide dilué avec du dioxyde de carbone et d’autres gaz corrosifs. Le biogaz provenant des sites d’enfouissement contiendra moins de méthane, car l’air (azote et oxygène) est inhalé dans le système de collecte du biogaz.

Utilisation du biogaz

Chaque utilisation de biogaz exige un équipement spécifique de conditionnement et de conversion de biogaz.

 

Gaz naturel renouvelable (GNR) ou biométhane

Il existe plusieurs technologies qui permettent de nettoyer ou de transformer le biogaz en un gaz naturel renouvelable de qualité pouvant être injecté dans le réseau gazier.

Ces technologies sont :

  • Le lavage à l’eau
  • Les membranes
  • L’adsorption ou PSA
  • Etc.

Ces technologies permettent l’élimination du dioxyde de carbone (CO2) et d’autres impuretés (H2O, N2, H2S, siloxanes, etc.) pour que le biométhane soit interchangeable avec le gaz naturel conventionnel et puisse être injecté en toute sécurité dans les gazoducs. Ces technologies captureront généralement environ 90 % du méthane dans le biogaz (perte de 10%) et augmenteront la qualité du biométhane ou gaz naturel renouvelable à 97 +% CH4.

En savoir plus sur le gaz naturel renouvelable

 

Combinaison chaleur-électricité (CHP)

Utilisé pour la chaleur et l’électricité, le biogaz est nettoyé pour éliminer principalement le H2S, les siloxanes et la vapeur d’eau avant d’être introduit dans un moteur à combustion interne (MCI) ou une microturbine. Le moteur ou la turbine transforme un générateur électrique qui est injectée dans le réseau électrique par un ensemble de protections et de transformateurs électriques.

Dans le processus, le moteur génère beaucoup de chaleur. Des unités de récupération de chaleur sont ajoutées au moteur afin de récupérer la chaleur des gaz d’échappement et la chaleur de refroidissement du moteur pour générer de l’eau chaude ou de la vapeur basse pression.

La cogénération de biogaz convertira généralement 40% de l’énergie du biogaz en électricité et 50% en eau chaude.

La cogénération a un facteur de capacité typique de 95%, ce qui signifie que de l’électricité est produite de manière constante tout au long de l’année (8300 heures/an).

Thermique direct (générateur d’air chaud ou chaudière)

Utilisé pour la production de chaleur, le biogaz peut être nettoyé ou non (selon le H2S ou les siloxanes) et introduit dans une chaudière pour la production d’eau chaude ou de vapeur dans des applications industrielles. L’efficacité de la chaudière peut atteindre 95%, de sorte que presque toute l’énergie du biogaz se transforme en énergie utilisable (eau chaude, vapeur ou air chaud).

Cependant, les équipements de gaz naturel doivent être convertis afin de brûler efficacement le biogaz puisque le biogaz a moins d’énergie – il contient 40% de CO2, ce qui n’est pas un carburant.

Une chaudière raccordée à une usine de biogaz produira de la chaleur 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et nécessitera un heat client ayant des besoins d’énergie similaires, autrement l’énergie sera gaspillée.

Applications pour les véhicules au gaz naturel (GNV)

Les véhicules au gaz naturel sont de toutes tailles et formes, comme les voitures voyageurs, les VUS, les camionnettes, les minifourgonnettes, les bus ainsi que les camions légers, moyens et lourds. Actuellement, les VGN ne sont pas très populaires en Amérique, mais ils sont assez courants en Europe et en Asie. Plusieurs véhicules OEM offrent des modèles au gaz naturel.

Les véhicules au gaz naturel ont des moteurs à combustion interne (diesel ou essence) alimentés au gaz naturel qui sont stockés dans des bouteilles haute pression sous forme gazeuse (GNC : gaz naturel comprimé) ou dans des réservoirs cryogéniques sous forme liquide (GNL : gaz naturel liquéfié).

Il existe 2 types de moteurs fonctionnant au gaz naturel : les moteurs diesel ou au gaz.

  • Les moteurs diesel sont modifiés pour remplacer la majorité du carburant consommé par le gaz naturel. Dans un tel moteur, le diesel est nécessaire pour allumer le gaz naturel, car il ne s’allume pas automatiquement sous pression, comme le diesel.
  • Les moteurs à essence sont essentiellement des moteurs à essence modifiés pour brûler du gaz naturel. Le gaz naturel est injecté (comme l’essence) dans un rapport air-carburant optimal pour former un mélange explosif utilisé dans le piston.

Généralement, les moteurs au gaz naturel (diesel ou gaz) sont moins écoénergétiques (15%) que leur équivalent essence ou diesel.

Il existe également des systèmes bicarburant qui permettent de fonctionner à la fois au gaz et au diesel. Pour les moteurs diesel, on peut fonctionner uniquement au diesel par un mélange de gaz naturel et de diesel. Pour les moteurs à essence, le moteur peut généralement fonctionner à la fois à l’essence ou au gaz naturel.

Ces systèmes bicarburant sont généralement utilisés pour étendre la gamme des véhicules et offrir une flexibilité en permettant l’utilisation du véhicule dans les régions où les stations-service ne sont pas disponibles.

Au Canada, comme il est permis de transporter des charges plus lourdes, beaucoup de transport de véhicules lourds est effectué avec des moteurs diesel de 15 litres (généralement 500 HP). À l’heure actuelle, il n’existe pas de camions lourds au gaz naturel (OEM) de 15 litres. La plupart des camions lourds au gaz naturel sont dotés d’un moteur à essence Cummins de 12 litres (400 HP).

Biogaz ou gaz naturel comme carburant

Le biogaz ne peut pas être utilisé directement dans les véhicules au gaz comprimé. En raison de ses composants corrosifs, le biogaz compromettrait la sécurité des bouteilles haute pression. Le biogaz ne peut également pas être liquéfié sans l’élimination du H2S, du CO2 et du H2O.

CCependant, si le biogaz est converti en gaz naturel renouvelable (GNR) ou en biométhane, il peut ensuite être utilisé de manière interchangeable avec du gaz naturel pour faire le plein de véhicules au gaz naturel.

L’usine de biogaz injectera généralement son biométhane ou son GNV dans le réseau, et la station de GNV sera construite quelque part dans le réseau. Dans un tel cas, le réseau agit comme un tampon car il est peu probable que les cycles de remplissage correspondent à la production régulière d’une usine de biogaz.

Les véhicules au gaz naturel réduisent de 25% les émissions de GES par rapport à la même application dans le diesel.

En utilisant le GNR ou le biométhane, nous pouvons réduire de plus de 90% les émissions de GES dans les applications de transport.

CNG vs GNL

Le gaz naturel liquéfié (GNL) est un gaz naturel qui a été refroidi à -160 ° C qui se liquéfie et utilise ainsi 600 fois moins de volume.

Le GNL a une plus grande densité d’énergie à 22 MJ par litre que le gaz naturel comprimé (GNC) à 9 MJ par litre @ 3600 psig. C’est la raison pour laquelle le GNL est souvent utilisé pour les applications nécessitant une plus grande gamme d’opérations, comme les camions lourds. En comparaison, la densité énergétique du diesel est de 36 MJ/litre.

Le GNC est utilisé pour tous les types d’applications de transport mais offre une gamme plus courte d’opérations.

Tous les moteurs au gaz naturel utilisent le gaz naturel à l’état gazeux à une pression relativement faible.

En ce qui concerne le GNC, la pression est réduite par un régulateur de pression. La dépressurisation du gaz le refroidira considérablement. Aussi, il est primordial que le gaz naturel soit très sec avant la compression afin d’éviter le givrage pendant la décompression dans le système de carburant du véhicule.

Le gaz naturel liquéfié stocké dans un réservoir cryogénique (essentiellement un thermos) est pompé dans un vaporisateur qui chauffe le gaz naturel liquéfié au-dessus de son point d’ébullition (-160C) où il se transformera en gaz et alimentera le moteur. Lorsque le véhicule n’est pas utilisé, le gaz naturel liquéfié commence à bouillir lorsque la température dans le réservoir dépasse -160 °C. L’évaporation du gaz naturel à l’état gazeux entraînera une pression dans le réservoir cryogénique (environ 100 psig). Une soupape de libération de pression s’ouvrira et évacuera l’excès de gaz dans l’atmosphère. Les véhicules au GNL ne peuvent donc pas être stockés à l’intérieur. Les véhicules au GNL ne devraient également pas être immobiles pendant une longue période, autrement ils évacueront leur carburant dans l’atmosphère et généreront des gaz à effet de serre. Cela ne s’applique pas aux véhicules au GNC.

Les deux technologies (GNC et GNL) ont leurs avantages et leurs inconvénients. Le choix dépend de l’application.

Néanmoins, la technologie GNC est adoptée plus facilement que le GNL en raison de sa simplicité et de sa disponibilité en carburant (la production de GNL est complexe).

Stations de gaz naturel

Il existe 3 types de stations de GNV : les stations de GNL, les stations de remplissage minuté de GNC et les stations de remplissage rapide de GNC.

Les stations de GNL sont essentiellement constituées de réservoirs cryogéniques, de pompes, de distributeurs et de systèmes de refroidissement. Le GNL est amené de l’usine de production à la station par des navires-citernes et transféré dans le réservoir cryogénique de la station. Le réservoir cryogénique est conservé au froid à l’aide de diverses techniques (e.g., azote liquide) pour éviter l’évaporation du carburant. L’alimentation des véhicules s’arrête vers le distributeur et un tuyau est connecté au réservoir cryogénique et qui commence à pomper. Le gaz naturel à l’état gazeux rempli dans le réservoir est récupéré par la même tuyau et envoyé dans le réservoir de la station pour éviter le rejet du gaz dans l’atmosphère.

Les stations de remplissage minuté de GNC sont des stations qui remplissent les véhicules sur une longue période (e.g.,. une nuit). Ces stations sont composées d’une sécheuse à gaz, d’un compresseur et de plusieurs tuyaux de distribution sur lesquels les véhicules sont connectés pour être remplis sur une longue période de temps (10 heures), ce qui permet le refroidissement des cylindres ainsi qu’un remplissage complet.

Les stations de remplissage rapide de GNC sont des stations qui permettent de remplir rapidement le véhicule équivalent aux homologues diesel ou essence. Ces stations comprennent une sécheuse à gaz, un compresseur de grande puissance, des cylindres tampons à haute pression (4500 psig), des valves de distribution et des distributeurs semblables aux types d’essence ou de diesel. Les véhicules tirent vers le distributeur et relient le tuyau à haute pression aux cylindres de leur véhicule et commencent à se remplir. Initialement, la pression des cylindres tampons à haute pression commencera le remplissage sans compresseur et lorsque la pression entre la station et le véhicule sera équilibrée, le compresseur démarrera pour compléter le remplissage.

Lorsque vous remplissez rapidement un cylindre, la pression et la température augmenteront. Lorsque la pression maximale est atteinte (e.g., 4 000 psig), le compresseur s’arrête. Mais si le cylindre se refroidit, la pression diminue et peut se stabiliser à 3600 psig (10% de moins que le réservoir nominal).

 

Économie du GNV

Les véhicules alimentés au GNV coûtent plus cher que le diesel et ou l’essence.

Pour les technologies GNV ou GNL, la plupart des coûts supplémentaires proviennent des réservoirs de stockage à bord (cylindres à haute pression ou réservoirs cryogéniques).

Le gaz naturel du réseau est abondant et peu coûteux (5 à 8$/GJ). Le prix du diesel est très fluctuant, mais en général nettement plus cher (25 à 35 $/GJ).

La compression ou la liquéfaction du gaz naturel destiné pour les véhicules coûtera un montant supplémentaire de 5 à 10 $/GJ. Par conséquent, le gaz naturel prêt à la consommation de GNV coûtera environ 12 à 20 $/GJ après le profit de l’opérateur de la station. La catégorie supérieure de cette gamme représentera le coût du GNL et la catégorie inférieure celle d’une station de remplissage minuté de GNV à grand volume.

Le GNV est ainsi 50% moins cher pour fonctionner que les équivalents diesel ou essence.

En réalité, le coût supplémentaire du véhicule, les modifications apportées au garage pour le rendre adapté à la maintenance des véhicules au gaz naturel (problèmes d’explosion), les remplissages incomplets et l’efficacité moindre du moteur au gaz naturel réduisent cette économie d’environ 25 à 30%.

Alors pourquoi n’y a-t-il pas plus de GNV sur les routes ?

Il y a plusieurs facteurs qui ralentissent le déploiement du GNV tels que :

  • Le manque d’information
  • La résistance aux changements
  • Le manque de stations d’essence au GNV
  • L’offre de véhicules OEM limitée
  • Le prix du GNV
  • La fluctuation du prix du diesel
  • Etc.

Le gouvernement qui s’intéresse au biogaz et au développement de la production/distribution du gaz naturel et à la réduction des GES devrait inciter à construire plus de stations et à acheter plus de véhicules jusqu’à la mobilisation d’une masse critique suffisante.

Utilisez notre Calculateur des économies pour une flotte au GNC

Production de biogaz vs consommation

Un processus de digestion anaérobie stable produira du biogaz régulièrement 24 heures par jour, 365 jours par an sans interruption.

Les clients de l’énergie biogaz doivent avoir un profil de consommation similaire ou doivent fournir une capacité tampon pour absorber les différences entre la production et la consommation.

Stockage du biogaz

Le biogaz est généralement stocké à la pression atmosphérique proche. Étant donné que le biogaz sous sa forme brute est humide et corrosif, il ne peut pas être stocké dans des réservoirs sous pression, car cela provoquerait une corrosion.

Le stockage sous pression n’est possible que si le biogaz a été adapté selon les spécifications des pipelines de gaz naturel renouvelable.

Le stockage à la pression atmosphérique prend un volume important.

 

9. La gestion du digestat

Il existe essentiellement cinq 5 types de digestat :

  • Digestat liquide propre
  • Digestat solide propre
  • Digestat liquide contaminé
  • Digestat solide contaminé
  • Digestat semi-solide contaminé

Seuls les digestats solides et liquides propres peuvent être directement épandus sans traitement supplémentaire. Ces digestats proviennent souvent du fumier, des déchets alimentaires ou des digesteurs des solides résidentielles et municipales séparées à la source SSO prétraités où il n’y a pratiquement pas de contaminants dans la matière à digérer.

La plupart du temps, le digestat liquide est séparé en fractions solides et liquides grâce à des technologies de séparation liquide/solide.

Fraction solide

Comme mentionné précédemment, le digestat solide propre peut être directement épandu.

Les matières solides contaminées provenant d’un digesteur ou d’un équipement de séparation liquide/solide devront être compostées afin d’obtenir une bonne sécheresse pour le tamisage des contaminants avant l’épandage.

Fraction liquide

Un digestat liquide propre peut également être épandu. Les liquides contaminés provenant d’un digesteur humide ou d’un équipement de séparation liquide/solide nécessiteront un traitement adéquat des eaux usées, comme la sédimentation des solides suspendus, l’élimination de la DCO, de la DBO et des composés d’ammoniac.

 

10. Les composants d’une usine de biogaz

Le site

Plusieurs aspects doivent être étudiés dans le choix d’un site :

  • La dispersion de l’air
  • L’accès routier
  • La proximité des réseaux énergétiques
  • La géotechnique
  • La contamination
  • La proximité des voisins

Travaux de génie civil

L’usine de biogaz sera équipée de routes, d’échelles, d’un système de drainage, etc.

Les bâtiments

Les usines de biogaz auront un ou plusieurs bâtiment(s) avec toutes les ressources humaines qui les font fonctionner et les maintiennent. Ces bâtiments peuvent nécessiter des spécifications architecturales particulières pour l’esthétique, le confort et l’efficacité.

La réception

La réception est la zone de l’usine de biogaz où la matière première est reçue. Elle peut être conçue pour recevoir plusieurs camions de différentes tailles. La réception des matières se fera généralement à l’intérieur et il peut y avoir des problèmes d’odeurs. L’ouverture et la fermeture des portes des camions est généralement la principale source d’odeurs pour une usine de biogaz.

Le conditionnement des matières

Selon les technologies utilisées, c’est dans cette zone que le matériel reçu est préparé pour l’alimentation des digesteurs. La zone peut être décontaminée grâce à des technologies telles que :

  • Des triturateurs
  • Des broyeurs à marteaux
  • Des presses

Le digesteur

L’équipement principal d’une usine de biogaz, le digesteur, est l’endroit où la matière première est biodégradée par des bactéries anaérobies pour générer le biogaz et le digestat.

Traitement du digestat

La séparation : le digestat liquide peut être pressé pour séparer la fraction liquide des solides.

Le compostage : une usine de biogaz peut être équipée d’une usine de compostage pour stabiliser ou pour permettre le séchage et la décontamination de la fraction solide du digestat.

Le traitement des eaux usées : la fraction liquide du digestat doit souvent être traitée avant l’élimination dans la nature ou dans les eaux usées.

Traitement des odeurs

Les odeurs générées à l’intérieur du bâtiment doivent être contrôlées (grâce à une ventilation adéquate) et traitées avant le rejet dans l’atmosphère.

Traitement du biogaz

Voici l’équipement nécessaire pour traiter le biogaz :

  • Les conduites
  • Les débitmètres
  • Les réservoirs de condensation
  • La torchère
  • L’espace de stockage

Utilisation du biogaz

Voici l’équipement qui permettra l’utilisation du biogaz ou du biométhane (RNG) :

  • Une chaudière
  • Un système de cogénération
  • Un générateur de biogaz
  • Un compresseur

 

11. L’économie du projet de biogaz

L’économie d’une usine de biogaz est complexe et varie selon les conditions du marché local.

Revenus

Les usines de biogaz peuvent générer plusieurs revenus tels que :

  • Les frais de traitement : l’argent reçu (ou économisé) pour traiter la matière première. En Amérique du Nord, cela représente la majorité du revenu du projet (60 à 80%).
  • Les ventes d’énergie : l’argent reçu pour la vente de l’énergie biogaz (20 à 40% du revenu). Ce n’est que dans les marchés où les tarifs de rachats sont généreux que l’énergie représentera la majorité des revenus du projet.
  • Les ventes de digestat et de compost : l’argent reçu (ou économisé) pour vendre le digestat ou le compost. En général, vous devez payer pour vous débarrasser du digestat ou du compost.
  • Les crédits de carbone : les usines de biogaz génèrent des crédits de carbone qui peuvent être vendus. Cependant, le volume est faible et les frais de validation et de certification prennent souvent la majeure partie de ce revenu.

Financement

Les usines de biogaz sont financées par les fonds propres, endettement, grâce aux subventions et aux crédits d’impôt. Les municipalités financeront leurs projets au moyen de subventions et d’emprunts. Les projets privés nécessiteront des contrats importants d’équité (25%) et d’énergie auprès de bons clients pour sécuriser leur dette.

OPEX

Les dépenses opérationnelles (OPEX) comprennent généralement :

  • Des salaires
  • Des frais de service de la dette
  • Des frais d’élimination (contaminants, digestat)
  • De l’énergie (consommée)
  • De l’entretien de l’équipement
  • Des taxes
  • Des assurances

CAPEX

Les dépenses en capital (CAPEX) varient considérablement d’un projet à l’autre.

Les projets municipaux sont les plus complexes et les plus coûteux. En général, en Amérique du Nord, CAPEX est entre 800 $ et 1500 $ par tonne de capacité annuelle de traitement.

Les projets agricoles sont les plus simples et les moins coûteux. En général, en Amérique du Nord, ils coûtent entre 4500 et 8000 kW/kW.

 

12. Les étapes de développement du projet de biogaz

Il y a plusieurs étapes essentielles dans la réalisation d’un projet de biogaz réussi. Les développeurs de projets ont plutôt tendance à concentrer leurs efforts à déterminer la meilleure technologie de digestion anaérobie plutôt que de s’appuyer d’abord sur les principes fondamentaux du projet.

Les usines de biogaz sont de gros systèmes sophistiqués et coûteux qui nécessitent une planification minutieuse. La plupart des pannes sont dues à une mauvaise planification ou au non-respect des principes fondamentaux du projet concernant la matière première, l’utilisation de l’énergie, la gestion du digestat et le financement.

Études & ingénierie préliminaires

Beaucoup de travail doit être effectué pour établir les paramètres du projet (études).

Établir des méthodes de collecte des matières premières prévues (camions, routes, etc.), la quantité, la qualité et la logistique globale (contrats de collecte, stations de transfert, heures de réception, etc.) nécessite souvent des études et une planification importantes. Il ne faut pas sous-estimer l’effort nécessaire pour comprendre combien de déchets, quand et dans quel état les déchets organiques arriveront à l’usine de biogaz.

Trouver un site approprié pour une usine de biogaz peut être une tâche complexe. Le site doit respecter le bon zonage et les réglementations environnementales (proximité des maisons, des rivières, des puits, etc.). Le site doit également être facilement accessible par la route pour que la matière première entre et que le digestat sorte, de façon à limiter les nuisances dues à la circulation dans le quartier. Enfin, le site doit être situé proche d’un réseau d’énergie (gaz ou électrique) afin que l’énergie du biogaz soit exportée efficacement.

La gestion du digestat doit être soigneusement étudiée, car le coût opérationnel de l’élimination du digestat d’une usine de biogaz est souvent important. Tous les moyens possibles d’élimination, de transformation ou de traitement doivent être considérés pour s’assurer que la stratégie de gestion du digestat est la plus efficace. Autrement, l’économie de l’usine de biogaz ne sera pas optimale.

Lorsque les principes fondamentaux sont établis, un concept sera établi et évalué afin d’obtenir le budget du projet.

Au-delà de ce concept d’ingénierie initial, d’autres études et analyses sont souvent requises telles que :

  • La contamination du site (sol, bâtiments, etc.)
  • L’analyse des risques
  • L’analyse de la valeur
  • Les codes, les règles et les règlements applicables
  • L’échéancier

Une ingénierie préliminaire est essentielle pour développer un projet viable et ainsi justifier le financement important nécessaire à la réalisation du projet de biogaz.

Conception

L’ingénierie détaillée d’un projet de biogaz est composée de plusieurs disciplines travaillant en étroite collaboration telles que :

 

La gestion de projet

S’assure que toutes les disciplines de l’ingénierie collaborent étroitement afin de réaliser de façon efficace une conception optimale.

L’ingénierie des procédés

Détermine les processus requis pour le conditionnement de la matière première, la digestion anaérobie, le traitement des gaz, le traitement du digestat, la gestion des odeurs, etc.

 

L’ingénierie mécanique

Traite tous les aspects de la manutention : réception et transport des déchets solides, pompage liquide, compression de gaz, etc.

L’ingénierie électrique

Traite tous les aspects de l’alimentation électrique et de l’automatisation (capteurs, automates et actionneurs).

 

Le génie civil

Gére les services d’excavation, de remplissage et d’utilité (drainage, égoût, eau, etc.).

 

L’ingénierie des structures

S’assure que les fondations sont sécuritaires et solides pour supporter la charge de la structure du bâtiment portant l’équipement de traitement.

 

L’ingénierie mécanique du bâtiment

Gére tous les aspects de la ventilation, de la protection contre les incendies, de l’éclairage, de l’électricité et de la plomberie.

L’architecture

Gére tous les aspects techniques et visuels du site et des bâtiments.

L’ingénierie détaillée est réalisée pour générer des dessins et établir des spécifications pour tous les composants de l’usine de biogaz. La conception doit évidemment être conforme aux codes et aux règlements locaux.

Permis d’exploitation & contrat d’énergie

Une fois que les dessins et les spécifications sont complétés, il est nécessaire d’obtenir tous les permis pour la construction. Selon les lois, il existe généralement plusieurs autorisations différentes requises des municipalités locales et des organismes environnementaux.

En parallèle, un contrat d’énergie devrait être négocié avec le fournisseur d’énergie local. Ces contrats peuvent être techniquement et juridiquement complexes et nécessiteront un soutien technique et juridique appropriés.

Ne sous-estimez pas le temps nécessaire pour obtenir les permis et négocier un contrat d’énergie avec les fournisseurs.

Financement

Le financement ne sera assuré que si le projet est autorisé et s’il existe un client sérieux.

L’équité et les garanties seront exigées par les financiers. Une diligence raisonnable sera effectuée sur la conception, les clients, la gestion, l’analyse des risques, etc.

Le financement du projet sera confirmé seulement si toutes ces obligations sont satisfaites.

Approvisionnement

Achat des produits et des services pour réaliser la conception. L’acquisition de l’usine sera généralement divisée en plusieurs contrats tels que :

  • La décontamination du site
  • Les travaux de génie civil
  • Les laboratoires de contrôle de la qualité (matériaux)
  • La structure de bâtiment
  • L’enveloppe du bâtiment
  • La mécanique du bâtiment
  • L’équipement électrique
  • L’automatisation
  • L’équipement de production (digesteurs, hydropulper, convoyeurs, etc.)
  • L’installation mécanique
  • La gestion de construction
  • La supervision des activités d’ingénierie

Les entités publiques, comme les municipalités, lancent souvent une demande de propositions (RFP) pour une conception-construction (DB) ou une conception-construction-exploitation (DBO) afin que tous ces contrats d’approvisionnement soient effectués par l’entrepreneur choisi. L’approvisionnement municipal est souvent lent, ce qui peut entraîner des retards potentiels importants dans la réalisation du projet de biogaz.

La construction

Une fois que tous les permis sont accordés et le financement obtenu, les achats et la construction peuvent être entrepris.

Une bonne gestion de la construction, supervisée par l’entrepreneur général, est essentielle pour garantir la bonne synchronisation de l’approvisionnement et de l’exécution des contrats et ainsi éviter les conflits et les retards injustifiés.

La supervision de l’ingénierie est nécessaire pour s’assurer que la construction soit conforme aux plans de conception.

Les chantiers de construction doivent être bien gérés afin d’assurer la sécurité des travailleurs. Le site doit accueillir des services temporaires (électricité, assainissement, hébergement, etc.) ainsi que la réception de matériel et d’équipement et de stockage.

La mise en service

À la fin des différentes phases du projet de biogaz, des vérifications préopérationnelles doivent être effectuées pour s’assurer que tout l’équipement a été bien installé. À ce stade, l’acceptation partielle de l’usine de biogaz peut être obtenue afin que les différents entrepreneurs puissent être payés.

Après la vérification, le processus de digestion anaérobie peut commencer. Il doit y avoir une bonne coordination avec les collecteurs de matières premières afin de s’assurer qu’ils peuvent approvisionner suffisamment et efficacement le procédé en matières premières.

Lors de la réalisation de l’usine de biogaz, l’acceptation finale peut être obtenue afin de pouvoir payer les fournisseurs et de commencer officiellement l’exploitation de l’usine de biogaz.

L’exploitation

Le fonctionnement quotidien de l’usine de biogaz comprend les tâches suivantes :

 

La réception du matériel

Les opérateurs coordonnent la logistique des matières premières, effectuent une inspection visuelle du matériel reçu et enregistrent les tonnages reçus.

 

Le conditionnement du matériel

Les opérateurs transféreront le matériel de la réception vers l’équipement de conditionnement.

Le contrôle du processus de digestion anaérobie

Les opérateurs assureront l’exploitation et la surveillance des divers aspects du processus de digestion anaérobie, tels que la température, l’OLR, le FOS / TAC, le pH, etc.

Le système de traitement de l’exploitation du digestat

Les opérateurs assisteront aux processus de déshydratation, de séchage et de traitement de l’eau.

 

L’exploitation du processus de traitement des eaux usées

Les opérateurs veilleront à ce que le processus de traitement de l’eau soit fonctionnel.

L’élimination des contaminants

Les opérateurs géreront la logistique et l’élimination de tous les contaminants générés par le processus.

L’exploitation du processus de compostage (s’il y en a un)

Les opérateurs exploiteront et surveilleront les divers aspects du processus de compostage.

L’élimination du digestat et du compost

Les opérateurs géreront l’élimination du digestat et du compost.

Maintenance

Les usines de biogaz sont équipées de plusieurs systèmes qui doivent être entretenus pour fonctionner de façon optimale dans leur cycle de vie.

Les opérateurs doivent établir et effectuer un entretien préventif de l’équipement.

L’entretien et les réparations non planifiées sont également à prévoir tous les jours.

Postface

De nos jours, les documents électroniques sont en constante évolution et peuvent être réédités facilement. Je tiens à dire que l’écriture de la première version de ce guide est une grande satisfaction et j’espère ressentir la même satisfaction au fil de l’évolution de ce guide de référence utilisé pour le développement d’une usine de biogaz productive.