Quand on pense aux énergies renouvelables il est commun de penser à l’éolien ou au solaire. Cependant il y a un énorme potentiel en Afrique en terme d’utilisation du gaz renouvelable pour la production d’électricité. Certains microbes naturels sont en mesure de dégrader les matières organiques en l’absence d’oxygène afin de produire différents types de gaz biologiquement créé – le biogaz qui se compose principalement de méthane et de dioxyde de carbone.
L’énergie renouvelable à partir de biogaz présente l’avantage de pouvoir produire une source constante d’énergie, charge de base, et pas uniquement au moment où le soleil brille ou lorsque le vent souffle. Il peut également être utilisé pour une production combinée de chaleur et d’électricité à haut rendement – offrant une source d’énergie renouvelable.
Elgin Fruit Juices – Grabouw / W. Cape
La matière organique nécessaire pour produire du biogaz est disponible sous un large éventail de formes sur le continent africain – dont certaines sont uniques. Cela comprend, le biogaz provenant des décharges – gaz d’enfouissement, biogaz à partir de déchets humains – gaz des eaux usées, biogaz à partir de déchets alimentaires ou de matières agricoles et, enfin, le biogaz naturellement produit, tel que celui trouvé dans les lacs au Rwanda et au Cameroun, ou dans certains sites miniers d’Afrique du Sud.
Le biogaz est un gaz formé par une variété de micro-organismes anaérobies. Ces microbes se nourrissent de glucides et de graisses, produisant du méthane et du dioxyde de carbone, comme les produits de déchets métaboliques. Ce gaz peut être exploité par l’homme comme une source d’énergie durable. Le biogaz est considéré comme un carburant renouvelable car il provient de la matière organique qui a été créée à partir du carbone atmosphérique produit par les plantes au cours des dernières périodes de végétation. La création de biogaz est aussi appelé bio méthanisation. Les gaz d’origine biologique sont produits comme des produits métaboliques, à partir de deux groupes de micro-organismes appelés bactéries et Archaea.
Ces micro-organismes se nourrissent de glucides, de graisses et de protéines, puis au travers d’une série complexe de réactions, comprenant l’hydrolyse, l’acétogénèse, l’acidogénèse et la méthanogénèse ils produisent du biogaz comprenant du gaz carbonique et du méthane.
Bissar Road, South Africa
Le composant organique des déchets ménagers se compose principalement de déchets alimentaires et de papier. Lorsque qu’il est envoyé dans une décharge (décharge aménagée) et que les déchets atteignent une profondeur de 10 mètres, il est compacté et devient anaérobie. Dans des conditions anaérobies, les micro-organismes qui créent le biogaz prospèrent. Si le site d’enfouissement est correctement conçu et géré, le gaz d’enfouissement qui en résulte peut être extrait, capturé et utilisé pour la production d’électricité. Au Bisassar Road à Durban, le gaz est extrait et utilisé à partir du site d’enfouissement et 6.4MW d’électricité renouvelable sont produits, pour alimenter le réseau électrique local. Dans un pays géographiquement petit tel que le Royaume-Uni, Clarke Energy a fourni près de 500 MW de gaz de décharge pour la production d’électricité.
Les déchets alimentaires des usines ou des ménages peuvent être collectés séparément des autres flux de déchets. La graisse et les glucides dans les déchets sont une source potentielle de nourriture utilisée par les microbes anaérobies. Un digesteur anaérobie ou un méthaniseur est une installation de traitement de la matière organique crée par l’homme. Il se compose généralement d’une aire de réception, d’une zone de prétraitement pour éliminer les contaminants tels que le papier ou le plastique, de broyeurs et d’une série de réservoirs pour la création du biogaz dans des conditions contrôlées.
En règle générale, 20.000 tonnes de déchets alimentaires par an donne ~ 1 MW d’électricité, Elgin fruits en Afrique du Sud utilise la pulpe du fruit qui reste dans le processus de production du jus comme matière première pour la digestion anaérobie, avec une installation qui produit 500 kW d’électricité renouvelable.
Les déchets de l’industrie de l’élevage peuvent également être utilisés de cette manière. L’usine de biogaz de Power tropicale près du lac Naivasha au Kenya est capable de produire 2.6MW d’électricité pour une utilisation locale, à partir de matières agricoles.
Dans le cas des déchets humains, leur utilisation pour la création de gaz d’épuration repose généralement sur la collecte centralisée de la matière à travers un réseau d’assainissement. Les déchets humains ayant déjà été digérés par les humains, une grande quantité des glucides et des graisses ont déjà été utilisées. Il y a aussi une forte teneur en eau. Cela signifie que vous avez besoin d’une grande quantité de déchets humains pour créer du biogaz. La collecte et le traitement des déchets humains centralisés offrent l’avantage de pouvoir améliorer l’hygiène et de réduire la pollution.
Si l’usine de traitement des eaux usées comprend des digesteurs anaérobies, les processus de formation de biogaz peuvent être exploités artificiellement afin de capturer et d’utiliser le gaz pour la production d’électricité. A Marrakech et à Fès au Maroc, il y a un certain nombre de travaux de traitement des eaux usées qui traitent les déchets humains pour produire 5.4MW d’électricité renouvelable.
Lake Kivu, Rwanda
Le continent africain a également des sources naturelles de biogaz, très inhabituelles, comme celle qui se produit dans les profondeurs du lac Kivu au Rwanda et en République démocratique du Congo. Ce lac produit du biogaz à partir d’actions combinées de micro-organismes anaérobies en profondeur, nourrissant la matière organique en décomposition, avec, en parallèle, des processus associés à l’activité géothermique.
En outre, d’autres formes de biogaz naturels sont présentes dans les sites miniers d’Afrique du Sud. Archaea est un groupe de micro-organismes capable de se nourrir de composés inorganiques des roches des sites miniers, pour produire du biogaz de haute qualité. Ce gaz est généralement extrait par les systèmes de ventilation, il est également brûlé afin d’assurer la sécurité des travailleurs, mais il peut aussi être utilisé comme une source précieuse de combustible pour la production d’électricité.
En résumé, l’Afrique offre un vaste potentiel inexploité pour l’utilisation de divers matériaux organiques et inorganiques différents pour la production des énergies renouvelables, et d’énergie décentralisée.
Dans les années à venir, le biogaz jouera un rôle important dans le mix de production d’électricité de ce continent.
