5. EVALUATION DE L’IMPACT ENVIRONNEMENTAL (AVEC PRISE EN COMPTE DES
5.3 E MISSIONS DE GAZ À EFFET DE SERRE ( MÉTHODE IPCC 2007)
a. Résultats relatifs à la production de biogaz
Les résultats de l’ACV de la production de biogaz agricole pour les 7 cas de référence selon la méthode IPCC (émissions de GES) sont présentés à la Figure 8.
0.0E+00 2.0E-01 4.0E-01 6.0E-01 8.0E-01 1.0E+00 1.2E+00 1.4E+00 1.6E+00
P50-CS0-KM0 P50-CS20-KM5 P50-CS50-KM5 P150-CS20-KM20 P150-CS50-KM20 P350-CS20-KM35 P350-CS50-KM35 Sans allocation
Transport des digestats Stockage des digestats Production de biogaz Stockage des substrats Transport des substrats Substrats "non déchets"
Figure 8 – Emissions de GES liées à la production de biogaz agricole selon les 7 cas de référence (exprimée en kg CO2 eq./m3, méthode IPCC)
Les résultats présentés à la Figure 8 sont repris en chiffres au Tableau 16.
Tableau 16 – Emissions de GES liées à la production de biogaz agricole selon les 7 cas de référence (exprimée en kg CO2 eq./m3, méthode IPCC)
Composantes
P50-CS0-KM0 P50-CS20-KM5 P50-CS50-KM5 P150-CS20-KM20 P150-CS50-KM20 P350-CS20-KM35 P350-CS50-KM35
Substrats « non-déchets » kg CO2 eq./m3 - 0,357 0,427 0,346 0,404 0,346 0,404 Transport des substrats kg CO2 eq./m3 0,003 0,005 0,006 0,014 0,015 0,025 0,025 Stockage des substrats kg CO2 eq./m3 0,171 0,089 0,066 0,086 0,062 0,086 0,062 Production de biogaz kg CO2 eq./m3 0,292 0,182 0,155 0,155 0,129 0,140 0,118 Stockage des digestats kg CO2 eq./m3 0,806 0,325 0,192 0,315 0,182 0,315 0,182 Transport des digestats kg CO2 eq./m3 0,065 0,021 0,010 0,020 0,009 0,020 0,009 Total kg CO2 eq./m3 1,337 0,980 0,855 0,935 0,801 0,932 0,800
Les émissions de GES liées à la production de biogaz agricole varient de 0,80 kg CO2 eq./m3 (P350-CS50-KM35) à 1,34 kg CO2 eq./m3 (P50-CS0-KM0). Pour une part de co-substrats donnée, l’impact par m3 de biogaz est relativement peu sensible à la taille de l’installation ou à la distance moyenne d’approvisionnement des co-substrats, même si l’on constate une légère diminution de l’impact parallèlement à l’augmentation de la taille de l’installation. Ainsi, avec 20% de co-substrats, l’impact varie de 0,98 kg CO2 eq./m3 (P50) à 0,93 kg CO2 eq./m3 (P350). Avec 50% de co-substrats, l’impact varie de 0,85 kg CO2 eq./m3 (P50) à 0,80 kg CO2 eq./m3 (P350).
L’impact est en revanche largement plus sensible à la part des co-substrats. La situation toutefois se retrouve complètement inversée par rapport à la consommation d’énergie primaire non-renouvelable. Dans le cas présent en effet, pour une taille donnée de
l’installation, plus la part des co-substrats est élevée, plus l’impact est réduit. Pour le cas P50
par exemple, l’impact varie de 1,34 kg CO2 eq./m3 sans co-substrats (CS0) à 0,85 kg
CO2 eq./m3 avec 50% de co-substrats (CS50). Cette constatation est principalement liée à la diminution significative du volume de digestats (de 7'235 t/an dans le cas P50-CS0-KM0 à 1'692 t/an dans le cas P50-CS50-KM5) et donc des émissions atmosphériques lors de leur stockage. Tandis que le stockage des digestats représente près de 60% de l’impact dans le cas P50-CS0-KM0, il ne représente plus que 20% dans le cas P50-CS50-KM5.
De manière similaire, l’augmentation de la part de co-substrats s’accompagne d’une diminution du volume et de la masse des substrats (par unité de biogaz) et par conséquent d’une diminution de des émissions occasionnées lors du stockage des substrats.
Hormis pour le cas sans co-substrats (P50-CS0-KM0), les substrats « non-déchets » représentent toujours l’un des principaux déterminants de l’impact, entre 35% et 50% selon les cas de référence. La présence de glycérine dans le mix de co-substrats joue donc un rôle essentiel dans le calcul de l’impact également du point de vue des émissions de GES.
Le transport des substrats et des digestats est peu significatif, indépendamment du cas de référence (entre 2% et 5% du total selon les cas).
La production de biogaz à proprement parler (infrastructure de l’installation, consommation de chaleur et d’électricité, émissions directes de biogaz) reste dominée par la consommation de chaleur et d’électricité. Si la consommation spécifique de chaleur et d’électricité par unité de biogaz est constante pour tous les cas de référence (voir Chapitre 2, paragraphe 2.2f), une même quantité d’énergie nécessitera moins de biogaz dans les installations de plus grande taille du fait de l’augmentation relative du rendement global de cogénération. Ainsi plus l’installation est grande, plus l’impact lié à la consommation d’énergie est réduit.
L’impact lié aux émissions directes de biogaz (définies sur une base de deux jours d’arrêt par année, indépendamment du cas de référence) est inférieur à celui de la consommation d’énergie, mais supérieur à celui de l’infrastructure.
Comme pour la consommation d’énergie primaire non-renouvelable, l’allocation des impacts entre les fonctions « production de biogaz » et « traitement des déchets » de l’installation de méthanisation joue un rôle essentiel dans l’interprétation des résultats. Une nouvelle fois, les valeurs de l’impact sans allocation sont indiquées en pointillés à la Figure 8, afin d’apprécier l’effet de l’allocation. On constate ici que sans allocation, les cas de référence avec co-substrats présentent un impact très équivalent au cas sans co-co-substrats.
b. Résultats relatifs à la production d’électricité à partir de biogaz
Les résultats de l’ACV de la production d’électricité à partir de biogaz pour les 7 cas de référence selon la méthode IPCC (émissions de GES) sont présentés à la Figure 9.
0.0E+00 1.0E-01 2.0E-01 3.0E-01 4.0E-01 5.0E-01 6.0E-01 7.0E-01 8.0E-01
P50-CS0-KM0 P50-CS20-KM5 P50-CS50-KM5 P150-CS20-KM20 P150-CS50-KM20 P350-CS20-KM35 P350-CS50-KM35 Infrastructure
Combustion Biogaz CH, mix (BT) UE, mix (BT) Gaz naturel, CC (BT)
Figure 9 – Emissions de GES liées à la production d’électricité à partir de biogaz agricole selon les 7 cas de référence (exprimée en kg CO2 eq./kWh, méthode IPCC)
La référence « Gaz naturel, CC (BT) » désigne une électricité basse tension produite à partir de gaz naturel dans une centrale à cycle combiné selon la meilleure technologie actuelle (rendement 57,5%)
Les résultats présentés à la Figure 9 sont repris en chiffres au Tableau 17.
Tableau 17 – Emissions de GES liées à la production d’électricité à partir de biogaz agricole selon les 7 cas de référence (exprimée en kg CO2 eq./kWh, méthode IPCC)
Composantes
P50-CS0-KM0 P50-CS20-KM5 P50-CS50-KM5 P150-CS20-KM20 P150-CS50-KM20 P350-CS20-KM35 P350-CS50-KM35
Biogaz kg CO2 eq./kWh 0,670 0,528 0,515 0,449 0,439 0,398 0,389
Combustion kg CO2 eq./kWh 0,013 0,013 0,013 0,012 0,012 0,010 0,010
Infrastructure kg CO2 eq./kWh 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,004 0,004 Total kg CO2 eq./kWh 0,690 0,548 0,535 0,467 0,457 0,412 0,404
Les émissions de GES liées à la production d’électricité à partir de biogaz agricole varient de 0,40 kg CO2 eq./kWh (P350-CS50-KM35) à 0,69 kg CO2 eq./kWh (P50-CS0-KM0). Pour une part de co-substrats donnée, l’impact par kWh d’électricité est relativement sensible à la taille de l’installation, en particulier dû au fait de l’amélioration du rendement électrique avec la puissance du cogénérateur, de 26,8% pour P50 à 38% pour P350 (voir Chapitre 2, Tableau 9). Ainsi, avec 20% de co-substrats, l’impact varie de 0,55 kg CO2 eq./kWh (P50) à 0,41 kg CO2 eq./kWh (P350). On note des variations similaires entre les différentes tailles d’installation avec 50% de co-substrats.
L’impact de la production d’électricité à partir de biogaz est à nouveau très largement dominé par le combustible, à savoir le biogaz. L’infrastructure et la combustion sont marginales. Pour une taille d’installation donnée, plus la part de co-substrats est élevée, plus l’impact est réduit. De même, pour une part de co-substrats donnée, plus l’installation est grande, plus l’impact est réduit.
La production d’électricité à partir de biogaz pour les cas avec co-substrats présente un bilan d’émissions de GES du même ordre de grandeur que la référence « gaz naturel, cycle combiné » (soit 0,4-0,5 kg CO2 eq./kWh), d’autant plus avantageux que l’installation est grande. Comparée au mix électrique suisse, la production d’électricité à partir de biogaz agricole présente un impact sensiblement plus élevé, d’un facteur 2,7-4,6 selon les cas.
Comparé au mix européen, l’impact reste toutefois inférieur hormis pour le cas sans co-substrats.