10 Questions/10 Réponses

1. Quel cadre réglementaire incite au développement du biométhane?

Le Paquet « Énergie-Climat » adopté le 23 janvier 2008 par la Commission Européenne a posé un premier cadre réglementaire en fixant comme objectif d’atteindre d’ici 2020 :

  • Le développement des énergies renouvelables à hauteur de 20% dans le mix énergétique européen.
  • Une réduction des émissions de gaz à effet de serre de 20%.
  • Une amélioration de l’efficacité énergétique de 20%.

Ces « 3×20 » ont été traduit au travers de textes réglementaires, parmi lesquels la Directive 2009/28/CE du 23 avril 2009, dénommée « Directive énergies renouvelables ». Celle-ci assigne aux différents pays des objectifs en termes de production d’énergies renouvelables et prévoit dans le secteur des transports le recours à 10% d’énergie renouvelable dans la consommation de carburants. Elle précise également que les carburants issus de déchets et résidus comptent double dans cet objectif. A ce titre le biométhane utilisé comme carburant est particulièrement avantageux puisqu’il est justement produit à partir de déchets. La Directive 2009/28/CE du 23 avril 2009 fixe un cadre législatif à l’injection de biométhane dans les réseaux, avec notamment des consignes portant sur :

  • Les coûts de raccordement qui doivent être objectifs, transparents et non discriminatoires
  • L’intégration du biométhane par des extensions de réseaux existant le cas échéant
  • La publication par les gestionnaires de réseaux des règles techniques comportant des prescriptions en matière de qualité, d’odorisation et de pression du gaz ainsi que la publication des tarifs de connexion.

Par ailleurs, la Directive gaz 2009/73/CE du 13 juillet 2009 abrogeant la Directive gaz 2003/55/CE invite les Etats membres à :

  • Adopter des mesures concrètes pour accompagner une utilisation accrue du biogaz.
  • Garantir au biogaz (et à d’autres types de gaz) l’accès aux réseaux sous condition de compatibilité en permanence avec des règles techniques et des normes de sécurité.
  • Promouvoir l’intégration de la production de gaz à partir de sources d’énergies renouvelables, tant dans les réseaux de transport que dans ceux de distribution (rôle assigné à l’autorité de régulation).

En France, le Grenelle de l’Environnement a modifié le statut du biogaz et lui a offert un cadre spécifique pour développer le biométhane.

La Loi de Programmation relative à la mise en œuvre du Grenelle de l’environnement, adoptée le 23 juillet 2009 précise dans son article 19 que « les sources d’énergie renouvelable sont […] l’énergie issue de la biomasse, du gaz de décharge, du gaz de stations d’épuration d’eaux usées et du biogaz. » Le biogaz, longtemps considéré comme un simple produit issu du traitement des déchets, a donc changé de statut. Il devient aujourd’hui une énergie renouvelable à part entière, qu’il est important de valoriser de la façon la plus efficace.

La Loi portant engagement national pour l’environnement, adoptée le 12 juillet 2010 prévoit, dans son article 92, l’instauration d’un tarif d’achat du biométhane dû aux producteurs par les fournisseurs de gaz naturel, la compensation des charges inhérentes à ce tarif par une contribution due par les fournisseurs de gaz naturel au prorata de leurs ventes, la désignation d’un acheteur de dernier recours, ainsi que l’instauration d’un mécanisme de garanties d’origine.

Les  textes réglementaires publiés fin 2011 encadrent l’injection de biométhane dans les réseaux. De ces textes, on peut synthétiser les grand principes de la manière suivante :

  • Le biométhane issu de déchets d’origine agricoles, de déchets ménagers, de déchets issus de l’industrie agroalimentaire et de déchets issus d’Installations de Stockage des Déchets Non Dangereux (ISDND) peut être injecté dans les réseaux de gaz naturel depuis novembre 2011, et le biométhane produit à partir de matières, telles que boues, graisses, liquides organiques, résultant du traitement des eaux usées, traitées en digesteur peut être injecté depuis juin 2014 avec un tarif qui lui est propre.
  • Sous réserve que la production de biométhane soit en adéquation avec les consommations de gaz naturel sur le réseau, le producteur bénéficie d’une garantie de vente du biométhane pour une durée de 15 ans, à un tarif fixé par arrêté.
  • Le biométhane est acheté au producteur par un fournisseur de gaz naturel. Un acheteur de dernier recours est désigné pour acheter le biométhane si aucun fournisseur ne se porte candidat spontanément.
  • Des garanties d’origine assurent la traçabilité du biométhane injecté dans le réseau. Ces garanties d’origine peuvent être valorisées par l’acheteur de biométhane (fournisseur de gaz naturel) au travers d’offres de gaz « vert ». Au 31 décembre 2016, 18 fournisseurs sont actifs sur le marché français.
  • Le tarif d’achat varie entre 40 et 140 €/MWh et dépend du type de déchets traités et de la capacité maximale de production de biométhane de l’installation. Le tarif d’achat du biométhane est financé par le budget de l’Etat. Le coût estimé pour 2016 est de 24 millions d’euros selon la délibération de juillet 2016 de la CRE.

Le décret encadrant la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) prévue par la loi de transition énergétique (article 176) a été publié le 27 octobre 2016. Les objectifs sont attachés à deux feuilles de route, la première d’une durée de trois ans (2016-2018) et la seconde d’une durée de cinq ans (2019-2023). Les objectifs pour le développement de l’injection de biométhane dans le réseau de gaz, en termes de production globale sont de  1,7 TWh en 2018 et 8 TWh en 2023.

2. Quels sont les usages du biométhane ?

Le biométhane, issu de l’épuration poussée du biogaz, a exactement les mêmes usages que le gaz naturel et ouvre la voie à diverses valorisations du biogaz.

En effet, le biogaz, brut ou après un léger prétraitement (séchage, désulfuration partielle), est généralement valorisé localement pour produire de l’électricité, de la chaleur, ou les deux par cogénération.

En revanche, le biométhane a subi une épuration poussée jusqu’à atteindre la qualité du gaz naturel. Lorsque sa qualité est conforme aux exigences des gestionnaires de réseaux, qui sont les mêmes quel que soient les opérateurs de réseaux concernés par l’injection : GRDF, Entreprises Locales de Distribution, GRTgaz ou  TIGF, le biométhane peut être utilisé en substitution ou en mélange avec le gaz naturel. Sa composition et son pouvoir calorifique étant très proches de ceux du gaz naturel, sa miscibilité dans ce dernier est totale.

Le biométhane peut alors avoir les mêmes usages que le gaz naturel, à savoir :

  • La production d’eau chaude ou de vapeur pour des besoins industriels ou domestiques.
  • La production d’électricité à l’aide d’un moteur ou d’une turbine à gaz.
  • La cuisson domestique ou professionnelle.
  • La carburation pour des véhicules possédant un équipement de combustion au gaz naturel.

3. Quel est l’intérêt environnemental du biométhane ?

La méthanisation contribue, non seulement à la production d’énergie gaz d’origine renouvelable, mais aussi à la préservation de l’environnement puisqu’elle représente une filière alternative de traitement des déchets organiques. En effet :

  • La production du méthane dans une enceinte close évite sa dispersion dans l’atmosphère et minimise ainsi sa contribution à l’effet de serre.
  • Son injection dans le réseau de gaz naturel réduit la dépendance au gaz naturel d’origine fossile dont l’extraction a un bilan environnemental négatif.
  • Enfin, le processus de production du biogaz puis du biométhane valorise les déchets organiques qui sont à la base du processus. Le résidu solide ainsi obtenu peut ensuite être utilisé comme engrais, limitant ainsi le recours aux engrais d’origine chimique.

Le biométhane contribue à atteindre les objectifs de la loi de transition énergétique, à savoir  :

  • Il augmente la part d’énergie renouvelable dans les consommations d’énergies : 32 % d’EnR à l’horizon 2030.
  • Il réduit les émissions de gaz à effet de serre : – 40 % d’émissions de gaz à effet de serre en 2030 par rapport à 1990.
  • Il fournit un carburant 100 % renouvelable : objectif 15% d’EnR dans les transports en 2030.

Le biométhane participe au développement d’une économie circulaire pour les territoires :

  • Il propose une solution vertueuse et locale pour le traitement des déchets.
  • Il crée des emplois non-délocalisables directs : entre 1 et 3 emplois par site.
  • Il favorise le développement d’une agriculture durable et pérenne économiquement.

Réalisée en 2007 par l’ADEME et GDF SUEZ, une étude d’Analyse du Cycle de Vie (ACV) du biogaz issu de la fraction fermentescible des ordures ménagères et de ses valorisations énergétiques a conduit à la conclusion que l’utilisation du biométhane comme carburant constitue la valorisation du biogaz la plus vertueuse, en termes de potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Une étude de 2015  d’analyse du cycle de vie du biométhane réalisée par GRDF et l’ADEME, a démontré que le développement de la filière biométhane permettrait d’éviter l’émission cumulée de 2 millions de tonnes de CO2 d’ici à 2020. Pour chaque mégawatheure (MWh) de biométhane produit, injecté et consommé, une économie de 188 kilogrammes de CO2 équivalent est réalisée.

Concernant la valorisation carburant du biométhane, il a été démontré, selon un bilan du puits à la roue, que lorsqu’un véhicule GNV est alimenté par du biométhane (100% de biométhane issu de déchets ménagers), les émissions de GES sont réduites de 86% par rapport à un véhicule essence.

Ces qualités font aujourd’hui consensus au niveau international et se traduisent dans des objectifs nationaux ambitieux. En effet, la loi de la Transition Energétique pour la Croissance verte prévoit que 10% des carburants en France seront d’origine renouvelable d’ici 2020 et 15% pour 2025. Le biométhane carburant (BioGNV) fait partie de cette catégorie.

De plus, dans la mesure où la composition du biométhane est similaire à celle du gaz naturel, le biométhane utilisé comme carburant bénéficie des mêmes atouts que son homologue d’origine fossile en matière d’émissions de polluants : quasi absence de particules fines, très peu d’oxydes d’azote, pas d’odeurs, pas de fumées noires en sortie des pots d’échappement. A ce titre, il est particulièrement adapté aux flottes véhicules de transports de voyageurs et de marchandises des collectivités et des entreprises. Disponible dès aujourd’hui, il constitue un atout dans la mise en place des Zones de Circulation Restreinte et s’avère complémentaire aux véhicules électriques et hybrides. Les véhicules au BioGNV sont classés dans la catégorie 1 de ces zones « cœur de ville » pour améliorer la qualité de l’air.

Le biométhane carburant permet donc de réduire simultanément le niveau de pollution locale et les émissions de gaz à effet de serre.

En France, les vertus du BioGNV sont reconnues par l’ADEME, qui l’a identifié comme la meilleure valorisation du biométhane et l’a inscrit dans sa feuille de route « Biocarburants Avancés » publiée en mars 2011. De plus, l’Etat dans sa programmation pluriannuelle de l’énergie donne des objectifs ambitieux pour le BioGNV avec près de 2 TWh pour 2023 de BioGNV dans le GNV.

4. Dans quels pays valorise-t on le biométhane comme carburant ?

Avec plus de 20 millions de véhicules dans le monde dont plus d’1,5 million en Europe, le gaz naturel est un carburant très répandu. Mais son homologue renouvelable, le biométhane, l’est à ce jour beaucoup moins. L’Europe fait toutefois figure de leader dans le domaine. Aux premiers rangs des pays utilisant le BioGNV, figurent la Suède, le Danemark et la Suisse.

En Suède, 48 000 véhicules roulent au GNV (Gaz Naturel Véhicules) et le biométhane représente 65% de la consommation de carburant gaz naturel, soit l’équivalent de 31 000 véhicules.

En Suisse,  11 300 véhicules roulent au GNV et font le plein dans 140 stations qui distribuent un carburant gaz naturel composé à environ 20% de biométhane.

En Allemagne, l’injection de biométhane dans les réseaux est encouragée par le biais d’un tarif d’achat de l’électricité produite par cogénération. Dans le cadre de la Loi EEG qui promeut l’usage d’énergies renouvelable dans le secteur de la production d’électricité, le biométhane est exempté de la taxe sur l’énergie. A ce jour, l’Allemagne compte environ 1000 stations de distribution de carburant GNV et  10 000  installations de production de biogaz (source : www.iea-biogas.net). En 2013, 170 stations GNV étaient  alimentées à 100% en biométhane, et dès fin 2009, 12% des stations GNV en Allemagne étaient alimentées en biométhane à hauteur de 10%. L’objectif est d’atteindre 20% de biométhane dans le carburant GNV distribué en Allemagne à horizon 2020.

En France, à Lille, près de 140 bus de la Communauté Urbaine roulent au biométhane carburant depuis le 12 juillet 2011. Après une première expérience en 1994, avec des véhicules légers et un bus alimenté en biométhane produit à partir des boues de la station d’épuration urbaine de Lille Marquette, c’est la première fois en France qu’une collectivité fait rouler ses bus avec ses déchets ! D’autres collectivités se sont engagées dans une logique d’économie circulaire. C’est le cas du SYDEME à Morsbach où les bennes à ordures ménagères roulent au BioGNV produit des déchets alimentant l’usine d’incinération des déchets du territoire. Par ailleurs, sur l’installation de stockage de déchets non dangereux de Claye–Souilly (Seine-et-Marne), la société Véolia Propreté produit du biométhane qui alimente une benne à ordures ainsi que des véhicules légers.

Pour toute information sur les véhicules disponibles, les stations de distribution de biométhane carburant, etc. connectez-vous sur l’un des sites :

5. Quel est l’intérêt de l’injection du biométhane dans les réseaux de gaz naturel ?

Le biogaz peut être valorisé sur site pour produire de l’électricité (rendement de l’ordre de 33%), de la chaleur (rendement de l’ordre de 50%), ou les deux par cogénération (rendement de l’ordre de 85 %). Or, il n’est pas rare que les débouchés pour la chaleur produite soient insuffisants à proximité immédiate du site de production du biogaz.

L’injection de biométhane a en moyenne un rendement d’environ 96%, donc supérieur à celui de la cogénération. L’injection permet de valoriser le biométhane à distance, sur d’autres sites qui ont des besoins de chaleur, de carburant, etc.

Enfin, la production de biométhane est encouragée par des tarifs d’achat qui rémunèrent le producteur pour ses investissements et ses charges d’exploitation. Le financement du tarif d’achat biométhane est évalué par le Parlement à 17 millions d’euros en 2016 et 23 millions d’euros en 2017. Les clients gaz naturel supportent une fiscalité carbone reversée intégralement au budget de l’Etat, l’Etat pouvant ensuite financer les coûts de développement de la filière biométhane. La taxe correspondante s’appelle la taxe intérieure sur la consommation finale de gaz naturel (TICGN). Son taux est fixé en 2017 à 5,88 €/MWh. A compter du 1er janvier 2017, le biométhane injecté dans les réseaux sera exonéré de la TICGN sous réserve de la bonne application de la mesure par l’administration.

L’injection permet donc de décorréler géographiquement, techniquement et économiquement la production et la consommation du biométhane.

6. Dans quels pays injecte-t on du biométhane dans les réseaux de gaz naturel ?

En Europe, l’injection de biométhane en réseaux est effective dans plusieurs pays : Allemagne, Suisse, Autriche, Suède, Pays-Bas, France, République Tchèque, Danemark, Espagne, Finlande, Norvège, Luxembourg, Royaume-Uni.

D’autres pays sont en « apprentissage » de la technologie : Croatie, Italie, Pologne, Slovaquie.

7. En France, où en sommes-nous sur l’injection du biométhane dans les réseaux ?

Les premiers textes de la réglementation encadrant l’activité d’injection de biométhane datent de novembre 2011 et visent à favoriser le développement de la filière. Ils ont été complétés en 2013 par les textes sur la « double valorisation » qui permettent de bénéficier des tarifs d’achats liés à la production, sur un même site, d’électricité, de chaleur et de l’injection de biométhane.

En juin 2014, ont été publiés des textes visant à autoriser l’injection du biométhane produit en particulier par la valorisation des résidus issus du traitement des eaux usées et à percevoir un tarif spécifique.

Suite à la revalorisation des tarifs d’achat et à la prolongation de 15 à 20 ans des contrats d’achat pour l’électricité produite à partir de biogaz pour les installations à la puissance inférieure à 500 kWe, les acteurs de la filière ont engagé avec les services du Ministère en charge de l’énergie une réflexion sur une évolution des conditions d’achat du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel fixées par l’arrêté du 23 novembre 2011. Ces évolutions doivent permettre de :

  1. Préserver l’équilibre des différentes filières de valorisation de biogaz dans le contexte de refonte du tarif d’achat de l’électricité produite à partir de biogaz et ainsi assurer la nécessaire complémentarité de ces filières,
  2. Assurer l’atteinte des objectifs d’injection de biométhane définis par la PPE. L’objectif de 8 TWh à horizon 2023 nécessite de multiplier par 3 le nombre de projets par rapport à la dynamique actuelle.

Plusieurs chantiers sont à l’œuvre en 2017 :

  • Supprimer le coefficient S pour les installations n’ayant jamais bénéficié d’un tarif d’achat de l’électricité produite et du biométhane injecté.
  • Ouvrir la possibilité d’utiliser une source d’énergie fatale de proximité pour les besoins de chaleur du digesteur.
  • Supprimer le tarif double valorisation pour les ISDND.
  • Passer d’un pas mensuel à un pas annuel dans les contrats-type pour les nouvelles installations.

En résumé, l’injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturel repose sur les principes suivants :

  • Seul le biométhane issu de déchets d’origine agricoles, de déchets ménagers, de déchets issus de l’industrie agroalimentaire ou de boues de STEP peut être injecté pour l’instant (arrêté du 24 Juin 2014 fixant la nature des intrants dans la production de biométhane pour l’injection dans les réseaux de gaz naturel).
  • Sous réserve que la production soit en adéquation avec les consommations sur le réseau, le producteur bénéficie d’une garantie de vente du biométhane pour une durée de 15 ans, à un tarif fixé par arrêté, dont la valeur s’échelonne entre 40 et 140 €/MWh.
  • Le biométhane est acheté au producteur par un fournisseur de gaz naturel (« l’acheteur »).
  • Un acheteur de dernier recours est désigné pour acheter le biométhane si aucun fournisseur ne se porte candidat spontanément.
  • Des garanties d’origine permettent de tracer le biométhane une fois injecté dans le réseau. Ces garanties d’origine peuvent être valorisées par l’acheteur de biométhane (fournisseur de gaz naturel) au travers d’offre de gaz vert.
  • Chaque fournisseur de gaz naturel contribue à l’achat du biométhane à hauteur de sa part de marché.

8. Du biométhane de toutes origines peut-il être injecté dans les réseaux de gaz naturel en France ?

L’injection dans le réseau de gaz naturel de biométhane est autorisée en France. Cette autorisation concerne le biométhane issu de biogaz produit à partir de déchets issus de l’industrie agro-alimentaire, de déchets urbains (ordures ménagères traitées par méthanisation ou dans des installations de déchets non dangereux, bio-déchets et déchets verts issus de la collecte sélective) et de déchets agricoles. Depuis juin 2014, le biométhane issu de biogaz de stations d’épuration d’eaux usées (STEP) urbaines et industrielles peut être injecté dans le réseau de gaz naturel.

9. Comment fonctionne le système des garanties d’origine et quel intérêt présente t-il ?

Le biométhane injecté dans un réseau est « physiquement » consommé dans une zone proche de son point d’injection. Pour autant, des clients situés n’importe où sur le territoire (collectivité, particulier, industriel,…) peuvent souhaiter acheter du « gaz vert » via leur contrat de fourniture. Pour cela, un mécanisme de garanties d’origine (GO) permet de décorréler la consommation physique de la molécule de biométhane, de sa vente contractuelle à un client. Le dispositif des GO assure la traçabilité du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel et des transactions associées.

Le registre national des GO est l’outil qui enregistre les quantités injectées, échangées, vendues et trace ainsi chaque molécule de biométhane produite. GRDF a répondu à l’appel d’offre lancé en 2012 par le Ministère de l’Énergie pour créer et gérer ce registre et a été retenu dans le cadre d’une Délégation de Service Public pour 5 ans.

Pour accéder au site des garanties d’origine, rendez-vous sur : https://gobiomethane.GRDF.fr/

10. Quelle qualité pour l’injection et pour le biométhane carburant ?

Qu’il s’agisse de l’utiliser comme carburant ou de l’injecter dans les réseaux de gaz naturel, le biométhane doit avoir une qualité équivalente à celle du gaz naturel : sa composition doit satisfaire aux prescriptions techniques du gaz naturel, élaborées par les opérateurs de réseau de gaz naturel européens pour permettre les échanges transfrontaliers. Ces prescriptions sont publiques, disponibles auprès des gestionnaires de réseaux ainsi que sur le présent site internet.

Deux dérogations à ces spécifications sont toutefois autorisées :

  • La première dérogation porte sur la teneur en oxygène qui est très contraignante et rendrait l’injection problématique (difficultés techniques à obtenir la teneur exigée à des prix raisonnables). Cette dérogation est donnée au producteur après examen de la typologie des clients connectés au réseau proche de l’injection par les opérateurs de réseaux. Ces clients sensibles sont très rares et la dérogation est quasi systématique. Pour information, la dérogation permet une teneur en O2 inférieure à 0,75% (molaire) pour une injection en zone de Gaz H  (haut pouvoir calorifique) et inférieure à 3% (molaire) pour une injection en zone de Gaz B (bas pouvoir calorifique).
  • La deuxième dérogation n’est valable que dans la zone où est distribué du Gaz B (basse teneur calorifique). Dans cette zone, la teneur maximale du CO2 dans le  biométhane  n’est pas 3,5% (molaire) mais 11,7%.