L'électricité produite à partir de la biomasse et du biogaz

La combustion de biomasse

Une centrale biomasse brûle du bois ou des résidus végétaux dans une chaudière qui produit de la vapeur, laquelle entraîne une turbine couplée à un alternateur. Le rendement électrique d'une telle installation plafonne autour de vingt-cinq à trente pour cent, valeur qui tient à la thermodynamique du cycle vapeur et non à la qualité du combustible. La récupération de la chaleur résiduelle pour un réseau urbain ou un process industriel porte le rendement global de l'installation à un niveau bien supérieur, ce qui explique que les projets retenus associent presque toujours production d'électricité et fourniture de chaleur.

L'approvisionnement

Le combustible provient des plaquettes forestières, des connexes de scierie, des écorces, des résidus de récolte et du bois de rebut non traité. La ressource est pondéreuse et peu dense en énergie : au-delà d'un rayon d'approvisionnement de quelques dizaines de kilomètres, le transport consomme une part significative de l'énergie contenue dans le chargement et pèse sur le bilan économique. C'est cette contrainte qui dimensionne les installations, et non la disponibilité théorique de la ressource à l'échelle nationale. La concurrence avec les autres usages du bois, panneaux, pâte à papier et bois d'œuvre, entre également dans l'équilibre des filières locales.

La méthanisation

La méthanisation décompose des matières organiques en l'absence d'oxygène dans un digesteur maintenu autour de trente-cinq à quarante degrés, pendant un temps de séjour de plusieurs semaines. Elle produit un biogaz composé pour moitié à deux tiers de méthane, le reste étant principalement du dioxyde de carbone, et un digestat riche en azote et en phosphore qui retourne aux champs comme fertilisant. Les intrants sont des effluents d'élevage, des résidus de cultures, des déchets d'industries agroalimentaires et des biodéchets collectés séparément. La réglementation limite la part des cultures alimentaires principales dans l'approvisionnement d'une installation, afin d'éviter que des terres ne soient détournées de la production de nourriture.

Cogénération ou injection

Le biogaz produit se valorise de deux façons. La cogénération le brûle sur place dans un moteur qui entraîne un alternateur, la chaleur des gaz d'échappement et du circuit de refroidissement servant à chauffer le digesteur puis des bâtiments voisins ; l'intérêt économique suppose donc un débouché de chaleur à proximité immédiate. L'injection consiste à épurer le biogaz pour en retirer le dioxyde de carbone, l'eau et les composés soufrés, jusqu'à obtenir un biométhane aux caractéristiques du gaz naturel, puis à l'injecter dans le réseau de distribution après odorisation et comptage. Cette seconde voie s'est largement imposée pour les nouveaux projets français.

L'intérêt pour le système électrique

À la différence de l'éolien et du photovoltaïque, la biomasse et le biogaz produisent une énergie stockable et appelable au moment voulu : un stock de plaquettes ou un volume de gaz attend sans se dégrader rapidement. Une unité de cogénération peut ainsi fonctionner en priorité pendant les heures de forte demande. Le volume en jeu reste modeste au regard de la consommation nationale d'électricité, et la contribution principale de ces filières se situe du côté de la chaleur et du gaz plutôt que de la production électrique.