L’élimination et le traitement des déchets biologiques sont un défi majeur pour l’industrie des déchets. Pour une large gamme de substances organiques provenant de l’agriculture, de denrées alimentaires des industries, la méthanisation est une meilleure alternative au compostage. Les biogaz – mélange de méthane et de dioxyde de carbone – sont créés durant la méthanisation et sert de carburant renouvelable à fort potentiel pouvant être utilisé comme substitut aux combustibles fossiles. Les moteurs à gaz alimentés par biogaz améliorent la gestion des déchets tout en maximisant l’utilisation d’un approvisionnement énergétique économique.
Création de biogaz
Les biogaz sont issus de la fermentation anaérobie des matières organiques. En tant que produit métabolique des bactéries méthanogènes et acidogènes, les conditions préalables à leur production sont un manque d’oxygène, une valeur de pH comprise entre 6,5 et 7,5 et une température constante de 35-45 °C (mésophile) ou 45-55 °C (thermophile). La période de digestion ou de rétention est généralement comprise entre 10 et 30 jours en fonction du type de digestion employé. Les systèmes modernes de méthanisation fonctionnent en grande partie dans la plage de température mésophile.
Étapes de conversion de déchets en énergie
Le processus de production de biogaz est divisé en quatre étapes :
- Préparation de la matière insérée
- Digestion (fermentation), constituée de l’hydrolyse, l’acétogénèse, l’acidogénèse et la méthanogenèse
- Conversion du biogaz en électricité renouvelable et chaleur utile avec cogénération / production combinée de chaleur-électricité
- Post-traitement du digestat
Pour commencer, la matière première dans les digesteurs est reçue dans une fosse primaire ou réservoir de stockage liquide. Elle est ensuite chargée dans le digesteur par différents moyens en fonction de la constitution des déchets. Dans les réservoirs du digesteur anaérobie, plusieurs procédés biologiques sont employés pour produire du biogaz. L’hydrolyse est le procédé dans lequel la matière organique est solubilisée dans le liquide de digestion. Elle passe ensuite par les étapes intermédiaires d’acétogénèse et d’acidogénèse qui crée les molécules de précurseur pour la méthanogenèse. Les méthanogenèses alimentent ces précurseurs et produisent du méthane en tant que produit obtenu à partir de déchets cellulaires. Le biogaz contenant ce méthane d’origine biologique est contenu et capturé dans un réservoir de stockage de gaz qui est situé séparément du digesteur principal, ou peut former sa toiture. Le réservoir de stockage de gaz agit en tant que tampon afin d’équilibrer les fluctuations dans la production de gaz dans les digesteurs anaérobie. Le biogaz est ensuite converti en énergie renouvelable sous forme d’électricité et chaleur via la cogénération / CHP avec des moteurs à gaz.
Considérations de la qualité du gaz
Le biogaz peut contenir des hauts niveaux d’eau (humidité) et soufre, en fonction de la matière de départ du digesteur. Les développeurs des centrales de biogaz doivent prendre en compte le potentiel de contamination de gaz lors de la conception de leurs installations. Veuillez contacter votre bureau local de Clarke Energy afin de recevoir les instructions techniques concernant la qualité de gaz combustible pour comprendre les limites spécifiques requises. Clarke Energy est capable de fournir l’équipement de traitement des gaz combustibles, gratuitement ou dans le cadre d’un ensemble de fournitures clé en main. Elles incluent généralement des filtres à charbon, déshumidificateurs de gaz et amplificateurs de gaz.