Gaz

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Description

 

Les combustibles gazeux organiques sont des gaz obtenus à partir de matière première végétale. Nous pouvons par exemple citer :

Le biométhane,  

Le biopropane,

 

Le Biométhane (publié en 2025 - données 2021)

 

Dans la nouvelle étude à laquelle se rapporte le nouveau jeu de données pour le biométhane, la filière d’injection de biométhane est analysée au travers de l’étude de 6 filières de production de biométhane. En effet, l’ancienne filière "Territoriale & Agricole" est maintenant scindée en 3 filières et les filières Traitement des Ordures Ménagères (sans tri à la source) et Gestion des biodéchets ménagers (avec tri à la source) sont désormais regroupées en une seule filière :

•        Filière Agricole Territoriale (AT)

•        Filière Agricole Autonome (AA)

•        Filière Industriel Territorial (IT)

•        Filière STEU (Stations d’épuration)

•        Filière Installation de Stockage des Déchets Non Dangereux (ISDND)

•        Filière Déchets Ménagers et biodéchets (sans tri à la source)

 

Ce jeu de données traduit les émissions de GES et la contribution au changement climatique de la production, l’injection et la consommation de 1 kWh PCI de biométhane issu de déchets ou de cultures en France à travers une combustion en chaudière afin de produire de la chaleur.

 

Ce jeu de données se base sur un mix de filières de production de biométhane, basé sur le mix représentatif de 2021.

 

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Mix moyen de production de biométhane en France en 2021 [144]

 

En fonction des filières, le facteur d’émission varie sur un intervalle allant de 10,93 g CO2e/kWh PCI (filière ISDND) à 50,12 g CO2e/kWh PCI (filière Biodéchets)

 

Les principales étapes prises en compte sont : le prétraitement / tri des intrants, la méthanisation, le torchage et traitement de l'air, l'épuration et l'injection dans le réseau, le transport et la distribution et finalement la combustion en chaudière.

 

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Schéma simplifié des différentes filières de production de biométhane en France [144]

 

Les filières AA, AT influent davantage sur le facteur d’émission de l’ensemble de la filière biométhane. Elles représentent en effet 80% du mix de production.

 

Les différences de résultats constatées pour les deux filières ISDND et STEU, avec les plus faibles facteurs d’émissions, s’expliquent par les frontières de leur système plus restreintes que celles des autres filières et le statut des intrants utilisés pour la production de biométhane qui sont des déchets. À savoir, les déchets sont considérés comme ayant une charge environnementale nulle.

 

L’impact du biométhane est  :

otrès dépendant des taux d’émissions de méthane : fuites au niveau du digesteur et pertes liées au procédé d’épuration qui structurent de manière conséquente le jeu de données de la filière.

odépendant du mix d’intrants dont les caractéristiques sont très diverses. Chaque unité de méthanisation utilise une ration spécifique.

Les valeurs de ces paramètres sont structurantes dans l’ACV réalisée.

 

Différentes technologies de méthanisation (digesteur en voie sèche, digesteur en voie humide et post digesteur), de traitement de l’air (bio-filtres, laveur physico-chimique), et d’épuration du biogaz en biométhane (épuration membranaire, lavage à l’eau, PSA, cryogénie) ont été considérées, en fonction des filières de production de biométhane étudiées.

 

Différences par rapport à d’autres valeurs publiées

Avec extension des frontières du système

Dans l’étude GRDF, une partie de l’analyse réalisée intègre, pour certaines filières de production de biométhane, des émissions évitées par une extension des frontières. Les émissions évitées potentielles seraient par exemple la réduction des émissions liées au traitement des effluents d’élevages, ou la réduction des émissions liée à l’utilisation du digestat à la place d’engrais minéraux ….

Cette intégration n’a pas été retenue pour l’intégration dans Base Empreinte étant donné :

qu’elle n’entre pas dans la logique souhaitée de construction des jeux de données dans Base Empreinte®

qu’elle n’est pas compatible avec la réalisation d’un BEGES organisation

que les émissions évitées sont des potentiels

 

Par rapport au précédent jeu de données mis à disposition dans la Base Empreinte

Bien que l’étude GRDF d’octobre 2023 visait à actualiser la dernière étude (2021) d’analyse du cycle de vie du biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel français, à travers une combustion en chaudière pour la production de chaleur sur la base de données et d’hypothèses sourcées et plus récentes, le nombre important de modification entre cette étude et la précédente ACV induit un grand nombre de facteurs de variation.

Les principaux éléments mis à jour sont :

Les données à disposition ont évolué : la filière évolue rapidement, elle est en constant développement, la part des différentes typologies de site (agricole, STEU, etc.) et leur composition évoluent.

la réglementation pousse à rendre la filière plus vertueuse.

Comme le souligne la nouvelle étude, en absence d’analyse d’incertitude, cette mise à jour d’ACV ne permet pas de conclure sur la significativité de la différence observée entre les deux valeurs de facteur d’émission de GES (41,64 g CO2 e/kWh PCI de biométhane versus 44,1 g CO2e/kWh PCI dans la précédente étude).

 

Conseils d’utilisation

Si vous avez un accord direct avec un industriel qui produit du biogaz (via par exemple un BPA (Biogas Purchase Agreement)), il n'est pas recommandé d'utiliser ce jeu de données. Il convient d'utiliser un jeu de données spécifique à ce processus industriel.

En effet, comme souligné dans l'étude GRDF, les fuites de méthane au niveau du digesteur et de l’épuration ainsi que le mix d'intrant considéré influence peuvent influencer fortement la valeur associée à ce jeu de données.

Si vous souhaitez calculer le jeu de donnée pour différentes unités, voici les tableaux des conversions à utiliser :

 

unité

tep

GJ

kWh PCI

m3 de biogaz

tep

1

45.37

12 602

1153

GJ

0.022

1

277.5

26.3

kWh PCI

0.00008

0.0036

1

0.10

m3 de biogaz

0.00087

0.038

10.54

1

Rapport PCI/PCS : 0.9 (1 kWh PCS équivaut à 0.9 kWh PCI)

 

 

 

Le Biopropane « HVO »

 

Le biopropane HVO est un co-produit de la production de biocarburants issus du procédé HVO. Il est produit à partir d’huiles végétales, déchets et résidus (huiles de cuisson usagées, graisses animales, …) hydro-traités.

Le biopropane relève des conditions d’utilisation classiques équivalentes à celles du propane, indépendamment de son mode de distribution (réseau indépendant, citerne ou bouteille).

Les facteurs d’émissions du biopropane « HVO » ont été calculés par une analyse de cycle de vie réalisée en 2020 sur un périmètre allant de la culture des intrants agricoles (ou de la récupération de matières grasses usagées) jusqu’à la combustion du biopropane. Une allocation énergétique a été réalisée pour isoler les co-produits.

Huit facteurs d’émissions sont disponibles : des facteurs d’émissions par type d’intrants et un facteur d’émission correspondant au mix annuel 2020 d’intrants.

 

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Intrants du biopropane

 

Les intrants du biopropane concernent les huiles et matières grasses nécessaires à la production de biodiesel et de biopropane lors du processus HVO. Ils peuvent être de deux catégories :

-Huiles végétales d’origine agricole, dont notamment

Huile de colza

Huile de tournesol

Huile de palme, produite avec ou sans capture de méthane

 

-Déchets et résidus d’origine organique issus de l’industrie ou de l’agriculture, dont notamment

Huiles de cuisson usagées (UCO (Used Cooking Oil) en anglais)

Graisses animales

Résidus du traitement des huiles et des graisses

 

Remarques

oApprovisionnement du marché français du biopropane par la bioraffinerie de la Mède

Depuis le démarrage de la bioraffinerie de la Mède de Total en juillet 2019, elle est devenue le fournisseur majeur du biopropane distribué sur le marché français. Le biopropane distribué par Primagaz est entièrement produit sur le site de la bioraffinerie La Mède, localisée à Châteauneuf-les-Martigues (13220). Cette étude est donc basée sur des données spécifiques de Total La Mède, qui sont certifiées par le système de certification européen ISCC (International Sustainability & Carbon Certification). Ce système de certification a comme objectif de garantir la traçabilité et l’application des critères de soutenabilité (performance carbone, limitation du risque de déforestation, …) pour les chaînes de valeurs de production et d’utilisation de la biomasse. Cette certification ISCC implique des contrôles par des tiers indépendants à chaque étape de la chaîne de valeur (culture agricole, transport, production et distribution) garantissant la traçabilité et la transparence des approvisionnements.

Les facteurs d’émissions de la phase amont, exceptée la distribution, sont représentatifs du marché français. La distribution est basée sur les données spécifiques de Primagaz, que l’on peut également considérer comme représentatives du marché français.

 

oSpécificité du processus HVO de la Mède

Le procédé HVO nécessite un approvisionnement en hydrogène et les conditions de production de cet hydrogène ont un fort impact sur le facteur d’émission de cette phase du cycle de vie. La bioraffinerie de la Mède bénéficie de deux sources d’approvisionnements bas carbone de cet hydrogène (en interne et en externe), ce qui permet de réduire l’impact carbone de cette phase.

 

oPrise en compte de la problématique de changement d’affectation des sols

Le changement d’affectation des sols définit le changement d’un statut d’occupation des surfaces émergées. Il peut être direct (CASd) ou indirect (CASi). L’analyse suit les principes et règles de calcul de la directive européenne RED II qui définit les critères de durabilité des énergies renouvelables et notamment des bioénergies. Les huiles végétales sont particulièrement encadrées dans cette directive. Si la surface en culture était déjà en culture avant le 1er janvier 2008, on considère que le CAS direct est nul. En ce qui concerne le CAS indirect il est beaucoup plus compliqué à estimer de manière quantitative et la directive européenne RED II a fait le choix de préférer à ce calcul un principe de plafonnement des bioénergies issues des cultures alimentaires humaines et animales à 7%, associé à une décroissance rapide (objectif 0% en 2030) des cultures à fort risque de déforestation (l’huile de palme étant à ce jour la seule culture identifiée à haut risque).

Pour mémoire, des facteurs d’émission « estimatifs et provisoires », considérés comme ayant un fort facteur d’incertitude, sont disponibles en annexe de la Directive avec une valeur de 55gCO2e/GJ pour les cultures oléagineuses de manière générale.  A titre d’exemple, si ces facteurs étaient rajoutés (ce qui n’est pas recommandé dans le calcul RED II), le facteur d’émission du biopropane à base d’huile de palme serait de 74,5 kgCO2eq/GJ, et celui à base d’huile de colza de 94,5 kgCO2eq/GJ.

 

Résultats par type d’intrants

 

Facteurs d’émission en kgCO2eq/GJ

 

 

CO2f

CH4f

CH4b

N2O

Autre gaz

TOTAL

Biopropane, à base d’huile de palme (avec capture de méthane)

14,031

0,548

0,013

4,734

0,207

19,5

Biopropane, à base d’huile de palme (sans capture de méthane)

11,989

0,465

6,619

4,006

0,175

23,3

Biopropane, à base d’huile de colza

21,098

0,918

0,024

17,008

0,459

39,5

Biopropane, à base d'huile de tournesol

 

 

 

 

 

26,8

Biopropane, à base d’huiles de cuisson

4,393

0,149

0,001

0,028

0,038

4,6

Biopropane, à base de graisses animales

13,456

0,491

0,003

0,063

0,123

14,1

Biopropane, à base de distillat d’acides gras d’huile de palme comme résidu

3,782

0,113

0,001

0,027

0,028

4,0

 

 

Résultat – mix annuel 2020

 

Le facteur d’émission « Biopropane, mix moyen 2020 » a été calculé à partir du mix d’intrants utilisés en 2020 à la bioraffinerie de la Mède, pour produire le biopropane distribué sur le marché français.

 

Année

Huile de palme

Huile de colza

Huile de tournesol

Distillat d’acides gras d’huile de palme (PFAD)

Huile de cuisson (UCO)

Graisses animales

Acides gras de Tall Oil (TOFA)

2020

65%

10%

3%

9%

8%

3%

2%

 

 

Mix 2020

Biopropane, mix annuel 2020, kgCO2eq/GJ

20,5

 

Ce facteur d’émission annuel a vocation à être actualisé sur une base régulière en fonction de l’évolution du mix d’intrants de la bioraffinerie de la Mède.

 

Sources :

[141]     Etude  Primagaz, étude GreenFlex / « Proposition de facteurs d’émissions de GES associés au biopropane issu d’huiles végétales hydro-traitées (HVO) à la Base Carbone® de l’ADEME » Sept 2017 actualisé en 2021

[143]        Vargas, M. ; Maurice, E. ; Graveaud, F. ; Faure, M. (2017) « Evaluation des impacts GES de l’injection du biométhane dans le réseau de gaz naturel -  rapport intermédiaire du 16 mai 2017

[144]        « Evaluation multi-indicateurs des impacts environnementaux de l’injection du biométhane dans le réseau de gaz naturel à travers une combustion en chaudière pour produire de la chaleur » - Octobre 2023 – Réalisée par Agrosolutions et CGI Business Consulting pour le compte de GRDF - Etude disponible via le lien suivant : Etude d’analyse du cycle de vie du biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel français- GRDF

[146]  Clark et al. "PumpTo-Wheels (PTW) methane emission from the heay-duty (HD) transportation sector" - Environ. Sci. Technol. 2017, 51, 2, 968–976 - https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5b06059