États-UnisEdit
Avec les nombreux avantages du biogaz, il commence à devenir une source d’énergie populaire et à être davantage utilisé aux États-Unis. En 2003, les États-Unis ont consommé 43 TWh (147 trillions de BTU) d’énergie provenant des « gaz de décharge », soit environ 0,6 % de la consommation totale de gaz naturel aux États-Unis. Le biogaz méthane dérivé du fumier de vache est actuellement testé aux États-Unis. Selon une étude de 2008, recueillie par le magazine Science and Children, le biogaz méthane provenant du fumier de vache suffirait à produire 100 milliards de kilowattheures, ce qui permettrait d’alimenter des millions de foyers américains. En outre, le biogaz méthane a été testé pour prouver qu’il peut réduire 99 millions de tonnes métriques d’émissions de gaz à effet de serre, soit environ 4 % des gaz à effet de serre produits par les États-Unis.
Dans le Vermont, par exemple, le biogaz généré dans les fermes laitières a été inclus dans le programme CVPS Cow Power. Ce programme était à l’origine proposé par Central Vermont Public Service Corporation sous la forme d’un tarif volontaire et, suite à une récente fusion avec Green Mountain Power, il s’agit désormais du programme GMP Cow Power. Les clients peuvent choisir de payer une prime sur leur facture d’électricité, et cette prime est directement reversée aux fermes participant au programme. À Sheldon, dans le Vermont, Green Mountain Dairy a fourni de l’énergie renouvelable dans le cadre du programme Cow Power. Tout a commencé lorsque les frères propriétaires de l’exploitation, Bill et Brian Rowell, ont voulu résoudre certains des problèmes de gestion du fumier rencontrés par les exploitations laitières, notamment les odeurs de fumier et la disponibilité des nutriments pour les cultures nécessaires à l’alimentation des animaux. Ils ont installé un digesteur anaérobie pour traiter les déchets des vaches et du centre de traite de leurs 950 vaches afin de produire de l’énergie renouvelable, une litière pour remplacer la sciure et un engrais respectueux des plantes. Les attributs énergétiques et environnementaux sont vendus au programme GMP Cow Power. En moyenne, le système exploité par les Rowell produit suffisamment d’électricité pour alimenter 300 à 350 autres foyers. La capacité du générateur est d’environ 300 kilowatts.
À Hereford, au Texas, le fumier de vache est utilisé pour alimenter une centrale électrique à l’éthanol. En passant au biogaz méthane, la centrale électrique à éthanol a économisé 1000 barils de pétrole par jour. Dans l’ensemble, la centrale électrique a réduit les coûts de transport et ouvrira de nombreux autres emplois pour les futures centrales électriques qui s’appuieront sur le biogaz.
À Oakley, au Kansas, une usine d’éthanol considérée comme l’une des plus grandes installations de biogaz en Amérique du Nord utilise le système intégré d’utilisation du fumier « IMUS » pour produire de la chaleur pour ses chaudières en utilisant le fumier des parcs d’engraissement, les matières organiques municipales et les déchets de l’usine d’éthanol. À pleine capacité, l’usine devrait remplacer 90 % du combustible fossile utilisé dans le processus de fabrication de l’éthanol et du méthanol.
En Californie, la Southern California Gas Company a préconisé de mélanger le biogaz aux gazoducs existants. Cependant, les responsables de l’État californien ont adopté la position selon laquelle le biogaz est « mieux utilisé dans les secteurs de l’économie difficiles à électrifier– comme l’aviation, l’industrie lourde et le camionnage longue distance ».De même, la bouse de vache diverses matières végétales comme les résidusaprès la récolte des cultures
EuropeEdit
Le niveau de développement varie beaucoup en Europe. Si des pays comme l’Allemagne, l’Autriche et la Suède sont assez avancés dans l’utilisation du biogaz, il existe un vaste potentiel pour cette source d’énergie renouvelable dans le reste du continent, notamment en Europe de l’Est. Les différents cadres juridiques, les programmes d’éducation et la disponibilité de la technologie sont parmi les principales raisons de ce potentiel inexploité. Un autre défi pour la progression du biogaz a été la perception négative du public.
En février 2009, l’Association européenne du biogaz (ABE) a été fondée à Bruxelles en tant qu’organisation à but non lucratif pour promouvoir le déploiement de la production et de l’utilisation durables du biogaz en Europe. La stratégie de l’EBA définit trois priorités : établir le biogaz comme un élément important du mix énergétique européen, promouvoir le tri à la source des déchets ménagers pour augmenter le potentiel gazier, et soutenir la production de biométhane comme carburant pour les véhicules. En juillet 2013, elle comptait 60 membres issus de 24 pays d’Europe.
UKEdit
En septembre 2013, on comptait environ 130 installations de biogaz sans eaux usées au Royaume-Uni. La plupart sont à la ferme, et certaines installations plus importantes existent en dehors de la ferme, qui prennent les déchets alimentaires et de consommation.
Le 5 octobre 2010, le biogaz a été injecté dans le réseau de gaz britannique pour la première fois. Les eaux usées de plus de 30 000 foyers de l’Oxfordshire sont envoyées à la station d’épuration de Didcot, où elles sont traitées dans un digesteur anaérobie pour produire du biogaz, qui est ensuite épuré pour fournir du gaz à environ 200 foyers.
En 2015, la société d’énergie verte Ecotricity a annoncé ses plans pour construire trois digesteurs d’injection dans le réseau ».
ItalieEdit
En Italie, l’industrie du biogaz a commencé en 2008, grâce à l’introduction de tarifs d’alimentation avantageux. Ils ont ensuite été remplacés par des primes d’alimentation et la préférence a été donnée aux sous-produits et aux déchets agricoles et a conduit à une stagnation de la production de biogaz et de chaleur et d’électricité dérivées depuis 2012.En septembre 2018, en Italie, il y a plus de 200 usines de biogaz avec une production d’environ 1,2GW
AllemagneEdit
L’Allemagne est le plus grand producteur de biogaz d’Europe et le leader du marché de la technologie du biogaz. En 2010, 5 905 installations de biogaz étaient en service dans tout le pays : La Basse-Saxe, la Bavière et les États fédéraux de l’Est sont les principales régions. La plupart de ces installations sont utilisées comme centrales électriques. En général, les installations de biogaz sont directement reliées à une centrale de cogénération qui produit de l’énergie électrique en brûlant le bio-méthane. L’énergie électrique est ensuite injectée dans le réseau électrique public. En 2010, la capacité électrique totale installée de ces centrales était de 2 291 MW. La fourniture d’électricité était d’environ 12,8 TWh, soit 12,6 % du total de l’électricité renouvelable produite.
Le biogaz en Allemagne est principalement extrait par la co-fermentation de cultures énergétiques (appelées » NawaRo « , abréviation de nachwachsende Rohstoffe, ressources renouvelables en allemand) mélangées à du fumier. La principale culture utilisée est le maïs. Les déchets organiques et les résidus industriels et agricoles tels que les déchets de l’industrie alimentaire sont également utilisés pour la production de biogaz. À cet égard, la production de biogaz en Allemagne diffère considérablement de celle du Royaume-Uni, où le biogaz généré à partir de sites d’enfouissement est le plus courant.
La production de biogaz en Allemagne s’est développée rapidement au cours des 20 dernières années. La principale raison en est les cadres créés par la loi. Le soutien du gouvernement aux énergies renouvelables a commencé en 1991 avec la loi sur l’alimentation en électricité (StrEG). Cette loi garantissait aux producteurs d’énergie provenant de sources renouvelables l’alimentation du réseau électrique public, ce qui obligeait les compagnies d’électricité à prendre toute l’énergie produite par les producteurs privés indépendants d’énergie verte. En 2000, la loi sur l’alimentation en électricité a été remplacée par la loi sur les sources d’énergie renouvelables (EEG). Cette loi garantissait même une compensation fixe pour l’énergie électrique produite pendant 20 ans. Le montant d’environ 8 ¢/kWh a donné aux agriculteurs la possibilité de devenir des fournisseurs d’énergie et d’obtenir une source de revenus supplémentaire.
La production allemande de biogaz agricole a reçu un nouvel élan en 2004 avec la mise en œuvre de ce qu’on appelle le NawaRo-Bonus. Il s’agit d’un paiement spécial accordé pour l’utilisation de ressources renouvelables, c’est-à-dire de cultures énergétiques. En 2007, le gouvernement allemand a souligné son intention d’investir davantage d’efforts et de soutien dans l’amélioration de l’approvisionnement en énergie renouvelable afin de fournir une réponse aux défis climatiques croissants et à l’augmentation des prix du pétrole par le » Programme intégré sur le climat et l’énergie « .
Cette tendance continue de promotion des énergies renouvelables induit un certain nombre de défis auxquels la gestion et l’organisation de l’approvisionnement en énergie renouvelable doivent faire face et qui ont également plusieurs impacts sur la production de biogaz. Le premier défi à noter est la forte consommation de surface pour l’alimentation électrique du biogaz. En 2011, les cultures énergétiques destinées à la production de biogaz ont occupé une superficie d’environ 800 000 ha en Allemagne. Cette forte demande de surfaces agricoles génère de nouvelles concurrences avec les industries alimentaires qui n’existaient pas jusqu’à présent. En outre, de nouvelles industries et de nouveaux marchés ont été créés dans des régions essentiellement rurales, ce qui a entraîné l’apparition de nouveaux acteurs d’origine économique, politique et civile. Leur influence et leur action doivent être gérées pour bénéficier de tous les avantages offerts par cette nouvelle source d’énergie. Enfin, le biogaz jouera en outre un rôle important dans l’approvisionnement en énergie renouvelable de l’Allemagne si une bonne gouvernance est axée.
Pays en développementEdit
Les usines de biogaz domestiques convertissent les effluents d’élevage et le sol nocturne en biogaz et en lisier, le fumier fermenté. Cette technologie est réalisable pour les petits exploitants dont le bétail produit 50 kg de fumier par jour, soit l’équivalent d’environ 6 porcs ou 3 vaches. Ce fumier doit pouvoir être collecté pour le mélanger avec de l’eau et l’introduire dans l’installation. Les toilettes peuvent être connectées. Une autre condition préalable est la température qui affecte le processus de fermentation. Avec une température optimale de 36°C, la technologie s’applique particulièrement aux personnes vivant dans un climat (sub)tropical. Cela rend la technologie pour les petits exploitants dans les pays en développement souvent appropriée.
Dépendant de la taille et de l’emplacement, une usine de biogaz typique en brique à dôme fixe peut être installée dans la cour d’un ménage rural avec l’investissement entre 300 à 500 $ US dans les pays asiatiques et jusqu’à 1400 $ dans le contexte africain. Une usine de biogaz de haute qualité nécessite des coûts d’entretien minimaux et peut produire du gaz pendant au moins 15 à 20 ans sans problèmes majeurs ni réinvestissements. Pour l’utilisateur, le biogaz fournit une énergie de cuisson propre, réduit la pollution de l’air intérieur et diminue le temps nécessaire à la collecte traditionnelle de la biomasse, en particulier pour les femmes et les enfants. Le lisier est un engrais organique propre qui augmente potentiellement la productivité agricole.
L’énergie est une partie importante de la société moderne et peut servir d’un des indicateurs les plus importants du développement socio-économique. Autant il y a eu des progrès dans la technologie, même ainsi, quelque trois milliards de personnes, principalement dans les zones rurales des pays en développement, continuent à accéder à leurs besoins énergétiques pour la cuisson par des moyens traditionnels en brûlant des ressources de biomasse comme le bois de chauffage, les résidus de récolte et les excréments d’animaux dans des poêles traditionnels grossiers.
La technologie du biogaz domestique est une technologie éprouvée et établie dans de nombreuses parties du monde, en particulier en Asie. Plusieurs pays de cette région se sont lancés dans des programmes à grande échelle sur le biogaz domestique, comme la Chine et l’Inde.
L’Organisation néerlandaise de développement, SNV, soutient des programmes nationaux sur le biogaz domestique qui visent à établir des secteurs de biogaz domestique commercialement viables dans lesquels des entreprises locales commercialisent, installent et entretiennent des installations de biogaz pour les ménages. En Asie, SNV travaille au Népal, au Vietnam, au Bangladesh, au Bhoutan, au Cambodge, au Laos, au Pakistan et en Indonésie, et en Afrique ; au Rwanda, au Sénégal, au Burkina Faso, en Ethiopie, en Tanzanie, en Ouganda, au Kenya, au Bénin et au Cameroun.
En Afrique du Sud, un système de biogaz préconstruit est fabriqué et vendu. Une caractéristique clé est que l’installation nécessite moins de compétences et est plus rapide à installer car le réservoir du digesteur est en plastique préfabriqué.
IndeEdit
Le biogaz en Inde a été traditionnellement basé sur le fumier laitier comme stock d’alimentation et ces usines de gaz « gobar » ont été en service pendant une longue période, en particulier dans l’Inde rurale. Au cours des 2 ou 3 dernières décennies, les organisations de recherche axées sur la sécurité énergétique rurale ont amélioré la conception de ces systèmes, ce qui a donné lieu à de nouveaux modèles efficaces et peu coûteux, comme le modèle Deenabandhu.
Le modèle Deenabandhu est un nouveau modèle de production de biogaz populaire en Inde. (Deenabandhu signifie « ami des impuissants »). L’unité a généralement une capacité de 2 à 3 mètres cubes. Elle est construite en briques ou avec un mélange de ferrociment. En Inde, le modèle en briques coûte légèrement plus cher que le modèle en ferrociment ; cependant, le ministère indien des énergies nouvelles et renouvelables offre une certaine subvention par modèle construit.
Le biogaz qui est principalement du méthane/gaz naturel peut également être utilisé pour générer des aliments riches en protéines pour le bétail, la volaille et le poisson dans les villages de manière économique en cultivant la bactérie Methylococcus capsulatus avec une empreinte minuscule sur la terre et l’eau. Le dioxyde de carbone produit en tant que sous-produit de ces plantes peut être utilisé pour produire à moindre coût de l’huile d’algues ou de la spiruline à partir de l’algaculture, en particulier dans les pays tropicaux comme l’Inde, qui peut remplacer le pétrole brut dans un avenir proche. Le gouvernement de l’Union indienne met en œuvre de nombreux programmes visant à utiliser de manière productive les déchets agricoles ou la biomasse dans les zones rurales afin d’améliorer l’économie rurale et le potentiel d’emploi. Avec ces usines, la biomasse non comestible ou les déchets de la biomasse comestible sont convertis en produits de haute valeur sans aucune pollution de l’eau ou émission de gaz à effet de serre (GES).
Le GPL (gaz de pétrole liquéfié) est une source clé de combustible de cuisson dans l’Inde urbaine et ses prix ont augmenté avec les prix mondiaux des carburants. De plus, les lourdes subventions accordées par les gouvernements successifs pour promouvoir le GPL comme combustible de cuisson domestique sont devenues un fardeau financier renouvelant l’attention sur le biogaz comme alternative de combustible de cuisson dans les établissements urbains. Cela a conduit au développement de digesteurs préfabriqués pour des déploiements modulaires par rapport aux structures en béton et en ciment qui prennent plus de temps à construire. L’accent renouvelé sur la technologie de processus comme le modèle de processus Biourja a renforcé la stature du digesteur anaérobie à moyenne et grande échelle en Inde comme une alternative potentielle au GPL comme combustible de cuisson primaire.
En Inde, au Népal, au Pakistan et au Bangladesh, le biogaz produit par la digestion anaérobie du fumier dans des installations de digestion à petite échelle est appelé gaz gobar ; on estime que de telles installations existent dans plus de 2 millions de foyers en Inde, 50 000 au Bangladesh et des milliers au Pakistan, en particulier dans le nord du Punjab, en raison de la population florissante du bétail. Le digesteur est une fosse circulaire hermétique en béton avec un raccord de tuyau. Le fumier est dirigé vers la fosse, généralement directement depuis l’étable. La fosse est remplie de la quantité requise d’eaux usées. Le tuyau de gaz est relié à la cheminée de la cuisine par des vannes de contrôle. La combustion de ce biogaz dégage très peu d’odeur et de fumée. En raison de sa simplicité de mise en œuvre et de l’utilisation de matières premières bon marché dans les villages, c’est l’une des sources d’énergie les plus respectueuses de l’environnement pour les besoins ruraux. Un type de ce système est le digesteur Sintex. Certains modèles font appel à la lombriculture pour améliorer encore le lisier produit par l’installation de biogaz et l’utiliser comme compost.
Au Pakistan, le réseau de programmes de soutien rural gère le programme de biogaz domestique pakistanais qui a installé 5 360 usines de biogaz et a formé plus de 200 maçons sur la technologie et vise à développer le secteur du biogaz au Pakistan.
Au Népal, le gouvernement fournit des subventions pour construire une usine de biogaz à domicile.
ChineEdit
Les Chinois ont expérimenté les applications du biogaz depuis 1958. Vers 1970, la Chine avait installé 6 000 000 de digesteurs dans le but de rendre l’agriculture plus efficace. Au cours des dernières années, la technologie a connu des taux de croissance élevés. Cela semble être les premiers développements de la production de biogaz à partir de déchets agricoles.
La construction de biogaz rural en Chine a montré une tendance de développement accrue. La croissance exponentielle de l’approvisionnement en énergie causée par le développement économique rapide et la condition de brume sévère en Chine ont conduit le biogaz à devenir la meilleure énergie écologique pour les zones rurales. Dans le comté de Qing, dans la province de Hebei, la technologie de l’utilisation de la paille des cultures comme matériau principal pour générer du biogaz est en cours de développement.
La Chine comptait 26,5 millions d’usines de biogaz, avec une production de 10,5 milliards de mètres cubes de biogaz jusqu’en 2007. La production annuelle de biogaz a augmenté à 248 milliards de mètres cubes en 2010. Le gouvernement chinois a soutenu et financé des projets ruraux de biogaz, mais seuls 60 % d’entre eux fonctionnent normalement. Pendant l’hiver, la production de biogaz dans les régions du nord de la Chine est plus faible. Ceci est causé par le manque de technologie de contrôle de la chaleur pour les digesteurs ainsi la co-digestion de différentes matières premières n’a pas réussi à se terminer dans l’environnement froid.
ZambieEdit
Lusaka, la capitale de la Zambie, a deux millions d’habitants avec plus de la moitié de la population résidant dans les zones périurbaines. La majorité de cette population utilise des latrines à fosse comme toilettes générant environ 22 680 tonnes de boues fécales par an. Ces boues sont gérées de manière inadéquate : Plus de 60% des boues fécales générées restent dans l’environnement résidentiel compromettant ainsi à la fois l’environnement et la santé publique.
Face aux travaux de recherche et à la mise en œuvre du biogaz ayant commencé dès les années 1980, la Zambie est à la traîne dans l’adoption et l’utilisation du biogaz en Afrique subsaharienne. Le fumier animal et les résidus de culture sont nécessaires à la fourniture d’énergie pour la cuisson et l’éclairage. Le financement inadéquat, l’absence de politique, de cadre réglementaire et de stratégies sur le biogaz, la politique monétaire défavorable des investisseurs, l’expertise insuffisante, le manque de sensibilisation aux avantages de la technologie du biogaz parmi les dirigeants, les institutions financières et les locaux, la résistance au changement due à la culture et aux traditions des locaux, les coûts élevés d’installation et de maintenance des digesteurs de biogaz, l’insuffisance de la recherche et du développement, la mauvaise gestion et le manque de suivi des digesteurs installés, la complexité du marché du carbone, le manque d’incitations et d’équité sociale sont parmi les défis qui ont empêché l’acquisition et la mise en œuvre durable de la production domestique de biogaz en Zambie.