Analyse de cycle de vie du biogaz issu de cultures énergétiques

Conformément aux objectifs fixés par l’ADEME et le MAAPRAT (Ministère français de l’Agriculture, de l’Alimentation, de la Pêche, de la Ruralité et de l’Aménagement du Territoire), cette étude a pour vocation d’évaluer l’effet de l’incorporation de cultures énergétiques sur le bilan énergétique et environnemental du biométhane. Car même si les recommandations des pouvoirs publics s’orientent plutôt vers la valorisation des gisements de déchets, l’utilisation de cultures énergétiques paraît souvent nécessaire pour sécuriser des projets, comme cela a été exposé précédemment.

De plus, la montée en puissance de la production de biogaz rend nécessaire de s’interroger sur une utilisation en substitution large aux combustibles fossiles. C’est pourquoi cette étude se propose de focaliser les bilans menés sur la solution d’injection du biométhane dans les réseaux de gaz naturel existant, permettant de plus dans cette situation une comparaison directe avec les biocarburants liquides.

Ainsi, cette étude a pour objectif de répondre aux questions suivantes :

  • Quel est le positionnement environnemental du biométhane produit en partie ou en totalité par des cultures énergétiques, par rapport au gaz naturel dans le cadre d’une utilisation chaleur après injection et par rapport aux carburants fossiles dans le cadre d’un usage véhicule ?
  • Y a-t-il des cultures énergétiques à promouvoir ou à éviter ?

    Récolte de maïs en Allemagne pour le biogaz, photo Ebbecke GmbH

Il ne s’agit pas d’une étude visant à déterminer la « meilleure » valorisation pour le biogaz du point de vue environnemental, mais bien d’étudier les résultats de biométhane selon différents niveaux d’incorporation de cultures énergétiques. L’analyse du bien fondé environnemental à utiliser des cultures énergétiques a été réalisée avec deux types de comparaisons :

  • En premier lieu, la comparaison de l’évolution du résultat du biométhane avec l’augmentation du taux d’incorporation (évolution en relatif du résultat).
  • En second lieu, en comparant les résultats obtenus pour le biométhane produit aux filières fossiles auxquelles il viendra se substituer (évolution en valeur absolue). Cette comparaison sera menée par rapport au gaz naturel et aux carburants fossiles pour les valorisations retenues (chaleur et carburant). Une brève comparaison des résultats des filières biocarburants (usage véhicule) sera menée dans un second temps pour mettre en perspective ces résultats.

Il s’est agi d’étudier si les gains en émissions de gaz à effet de serre du biométhane ne se dégradent pas trop avec des niveaux d’incorporation forts. De même, les possibles transferts de pollutions ont été étudiés sur une sélection de problématiques représentatives du secteur agricole et des carburants fossiles. Enfin, l’impact de certains paramètres dans ces résultats a été analysé, afin d’en tester la fiabilité et le cadre de validité (taille du méthaniseur, type de véhicule utilisé, voir partie 2.5. et 6.8. pour plus de détails).

Il a été prévu dès le départ que ce travail fasse l’objet d’une revue critique extérieure. Cette revue critique a été réalisée par ACV+, en les personnes de Khalil Khalifa et de Bruno Vergne, ainsi que l’entreprise Naskeo, en les personnes de Sylvain Frédéric et Romy-Alice Goy. Ces experts indépendants ont permis d’apporter à la fois un regard sur la réalisation de ce travail au regard de la norme ISO 14 040 et suivantes, ainsi qu’un regard critique sur le contenu technique du travail. Le travail mené a permis d’améliorer le présent rapport. Un compte rendu du rapport de revue critique est disponible dans le document Annexe.

Silo à maïs sur une installation de méthanisation, photo Ebbecke GmbH

Toutes les situations n’ont pu être étudiées. Un seul substrat principal a été étudié (le lisier) en co-digestion avec les cultures énergétiques, ainsi que deux utilisations du biométhane produit (en carburant véhicule et en chaudière, après injection dans le réseau de gaz naturel.

Elle examine notamment l’utilisation de différentes cultures (maïs, sorgho, prairies, bandes enherbées avec des scénarios faisant varier la part de biogaz issu des cultures énergétiques (de 1/3 à 90%). Elle a de plus été prudente dans les données utilisées.

Si cette étude ne couvre pas toute la réalité des filières, elle permet cependant de proposer une première base d’analyse des effets de ces cultures sur les bilans environnementaux de la méthanisation agricole.

Une publication réalisée pour le compte de l’ADEME par Bio Intelligence Service en partenariat avec l’EREP.

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