Emissions évitées

Principe

Les déchets peuvent être valorisées en fin de vie de différentes façon et conduire à des émissions évitées :

■Valorisation énergétique (électrique ou thermique) dans les incinérateurs et les centres de stockage

■Valorisation comme amendement pour le compostage (et pour la méthanisation)

■Valorisation en biogaz pour la méthanisation

■Recyclage

Ces émissions "évitées" sont à reporter à part dans les divers exercices de comptabilité carbone.

Emissions évitées liées à l'incinération

La valorisation consiste à utiliser l'énergie de combustion, soit pour faire de l'électricité, soit pour produire de la vapeur (utilisée ensuite pour du chauffage). La manière conventionnelle de prendre en compte cette valorisation est d'estimer les quantités de CO2 que l'on aurait dû émettre pour obtenir le même service (chaleur ou électricité) avec des modes « traditionnels » (réseau électrique français, réseau de chaleur urbain « moyen ») que ce qui a été produit avec l’incinérateur.

Le tableau ci-dessous donne les kWh valorisés en moyenne par tonne de déchets incinérée lorsque l’incinérateur utilise la chaleur de combustion pour faire de l’électricité ou de la vapeur (qui sert dans le chauffage urbain). Ces valeurs sont obtenus en multipliant le PCI moyen par nature de déchet par les rendements moyens des installations françaises, qui sont de 16 % en cas de production électrique seule ; de 40 % en cas de production de vapeur seule, et respectivement de 8% et 34% en cas de cogénération.

Énergie valorisée en incinération.

Pour obtenir les émissions évitées, il suffit de multiplier les kWh valorisés par le contenu en CO2 des kWh qui ont été évités. Ce calcul suppose implicitement que tout kWh produit par un incinérateur correspond à un kWh qui aurait été produit de toute façon et qui l’aurait été de manière « conventionnelle ».

L’hypothèse prise dans ce cadre de travail est pour l’électricité, le mix national français (79 gCO2e/kWh) et pour la chaleur, le mix thermique européen (279 gCO2e/kWh)

Facteurs d’émissions évitées en valorisation énergétique pour l’incinération

Emissions évitées liées au stockage

En cas de récupération du méthane, ce dernier peut être utilisé soit pour faire de l'électricité, soit pour produire de la vapeur (utilisée ensuite pour du chauffage urbain ou éventuellement des usages industriels). La manière conventionnelle de prendre en compte cette valorisation est d'estimer les quantités de CO2 que l'on aurait dû émettre pour obtenir le même service (chaleur ou électricité) avec des modes « traditionnels » (réseau électrique français, réseau de chaleur urbain « moyen ») que ce qui a été produit avec le méthane du CET.

Pour obtenir les kWh de vapeur et/ou d’électricité susceptibles d’être produits en fonction du type de valorisation effectuée, il faut connaître :

■les quantités de méthane captées ; elles sont obtenues en appliquant un taux de captage (70% comme valeur moyenne par défaut) aux émissions de CH4 figurant ci-dessus, et exprimées en kgCH4/t.

■le contenu énergétique du méthane en kWh PCI par kg de méthane (la valeur est de 13,8 kWh PCI/kg de CH4)

■le rendement de la conversion électrique, qui est de 33% qu’il s’agisse de valorisation électrique seule ou de cogénération,

■et enfin le rendement de la conversion thermique ; peut atteindre 85%, si c’est une valorisation thermique seule, et 45% en cas de cogénération.

Avec ces paramètres nous obtenons le tableau ci-dessous.

kWh produits par la valorisation du méthane.

Pour obtenir les émissions évitées il suffit de multiplier les kWh par le contenu en CO2 du kWh évité. A noter que localement ces rendements maximum peuvent ne pas être atteints en fonction des contraintes locales.

Emissions évitées liées au compostage

Pour le calcul qui suit, nous ferons les deux hypothèses suivantes :

■la production de compost évite l’emploi de fertilisants azotés de synthèse, ce qui permet d’éviter les émissions de production de ces engrais (les émissions de N2O post épandage sont considérées comme invariantes),

■une fraction du CO2 contenu dans le compost épandu sera séquestrée dans le sol, créant un puits organique.

Le premier poste est résumé dans le tableau ci-dessous, qui donne respectivement :

■les éléments nutritifs que l’on trouve dans le compost,

■leur teneur en kg par tonne de compost

■les émissions de fabrication quand il s’agit de produits de synthèse ou d’extraction minière

■le total économisé en utilisant une tonne de compost plutôt que l’équivalent en engrais de synthèse ou d’extraction minière

Emissions évitées du compostage.

Comme il faut 3,3 tonnes de déchets fermentescibles pour faire une tonne de compost, cela signifie que pour une tonne de déchets fermentescibles les émissions évitées seront de 35,6÷3,3 ≈ 11 kg equ CO2 par tonne de déchets envoyée en compostage.

Pour la séquestration, nous prenons le chiffre fourni par l’AEA3, qui indique que 8% du CO2 du compost sera séquestré. Ce dernier contenant en moyenne 660 kgCO2e de CO2 à la tonne, l’économie par tonne de déchets envoyée en compostage est donc de 660 [kgCO2e de CO2 par tonne de compost] * 8% ÷ 3,33 [tonnes de déchets pour une tonne de compost] = 16 kgCO2e de CO2 environ.

Les émissions évitées par tonne de déchets envoyée en compostage s’élèvent alors à 11+16 = 27 kgCO2e.

Emissions évitées liées à la méthanisation

La méthanisation produit deux types de produits conduisant à des émissions évitées :

■du méthane, valorisé en chaleur ou électricité,

■du compost (une fois la fermentation terminée), valorisé comme amendement (en substitut aux émissions de production des engrais de synthèse). La production moyenne est de 510 kg par tonne de déchets entrant en méthanisation.

En France en 2004, pour 152 000 tonnes de déchets traités par méthanisation, 23.27 GWh d’énergie thermique ont été produits, et vendus représentant environ 6 490 tonnes CO2e d’émissions évitées, soit, ramené à 1t de déchets, 44 kgCO2e/tonne. Ceci est une valeur par défaut, et il est recommandé, si les données sont disponibles, d’adopter une approche au cas par cas en fonction de données d’activités spécifiques et de l’énergie substituée (électrique ou thermique).

Selon ITOM 2004, 77kt de compost ont été produites par les installations de méthanisation, pour 152kt de déchets entrant, soit en moyenne 510kg de compost par tonne. Cette valeur d’accorde bien avec les résultats des études citées dans le tableau ci-dessus, et sera utilisée par défaut. On suppose en outre que le compost produit est utilisé comme substitut aux engrais. Les émissions évitées sont donc de 33 kgCO2e/tonne

Les émissions évitées sont donc de 77 kgCO2e évitées par tonne d’ordures ménagères méthanisée.

Emissions évitées liées au recyclage

Les émissions évitées dans le cas du recyclage Dépendent de la méthode d'affectation des bénéfices retenue.

Par exemple, ci après les émissions évitées liées au recyclage de quelques matériaux lorsque la méthode des stocks est retenue :

Facteurs d’émissions évitées en valorisation matière

Le principe méthodologique retenu est de n’appliquer les émissions évitées qu’à la fraction du déchet constituée de matière primaire (un acier issu à 60% de ferrailles et à 40% de minerai engendrera des émissions évitées, s’il est envoyé au recyclage, égales à 40% de la différence entre acier neuf et acier issu de recyclé). Le tableur calcule automatiquement le montant en fonction du type de matériau et du % de recyclé dans le déchet jeté.

La formule est la suivante :

Où :

FEent = facteur d’émission du matériau entrant

FEvi = facteur d’émission du matériau 100% vierge

FEr = facteur d’émission du procédé de recyclage = facteur d’émission de production du matériau 100% recyclé

%vi = part de matériau vierge dans le matériau entrant (%vi +%r = 1)

%r = part de matériau recyclé dans le matériau entrant (%vi +%r = 1)

Ces émissions sont données pour information dans le tableur, puisque la méthode préconise la prise en compte du recyclage dans le % de matériau issu de recyclé dans les intrants (et on ne peut pas donner deux fois le même bénéfice).