Lorsque le centre d'enfouissement technique ou les fermenteurs ne sont pas situés à proximité d'un industriel et lorsque les besoins thermiques locaux sont négligeables en regard de l'énergie biogaz disponible, une source de valorisation possible est la production d'électricité, avec autoconsommation locale ou revente partielle du surplus à EDF.
Principe et schéma de procédé
Le schéma de procédé est présenté figure 14. Les quatre unités constituant le procédé sont les suivantes
Production : le biogaz peut être en principe produit pour cette application à partir de toute source de fermentation. Sa composition nécessitera, pour une combustion normale dans les cylindres, au moins 40 % de méthane néanmoins, il sera préférable d'utiliser des biogaz dits " propres ", produits en fermenteur à partir d'un substrat homogène, ces conditions imposent a priori une épuration en profondeur du biogaz issu des centres d'enfouissement techniques. Les débits à produire, pour autoriser un temps de retour raisonnable, ne peuvent s'envisager qu'à partir de 400 m3/h. A partir d'une production de 700 à 800 m3/h, une production électrique par turbine à vapeur peut s'envisager.
Traitement et surpression : le traitement à envisager dépend de la solution retenue dans le cas de la solution " moteurs à biogaz ", il nécessitera en principe une désulfuration et une déshydratation, dont les performances dépendront des spécifications des motoristes en général, il sera raisonnable de respecter une certaine qualité (tableau figure 15 ). La déshydratation s'effectue à partir d'un groupe de froid et d'un échangeur de récupération. Les autres caractéristiques du gaz seront obtenues de préférence par le procédé de fermentation lui-même. Dans le cas de la solution "turbine à vapeur", on pourra se contenter d'un traitement par simple filtre déshydrateur à l'entrée du compresseur, de façon à enlever les particules solides ou liquides en suspension dans le biogaz la chaudière sera munie de tubes de fumée dont le matériau pourra résister aux fumées de biogaz, éventuellement à fortes teneurs en H2S.
Production électrique La production d'électricité à partir du biogaz pourra être obtenue, pour les faibles puissances (< 1 Mwe, soit environ 700 m3/h), par des groupes moteurs dual-fioul ou à étincelles offrent en général une grande souplesse de fonctionnement et une durée de vie plus grande que les groupes à étincelle, du fait de leur vitesse de rotation plus lente. Les rendements obtenus sont bons (25 à 36 %), de plus, les constructeurs proposent souvent une version "cogénération" (voir annexe n°…) de leurs moteurs, permettant une récupération partielle de la chaleur produite par le circuit interne de refroidissement de l'eau ou par les fumées de combustion. L'eau chaude est obtenue à une température de 80/90 CC et peut servir au chauffage de locaux pour une puissance de 0,5 à 2 MW suivant l'importance du groupe. Pour les plus grosses puissances (à partir de 1 Mwe, soit 700 à 800 m3/h de biogaz d'un PCI de 5 kWh/m3, il est préférable d'envisager, malgré une baisse de rendement électrique, le choix d'une turbine à vapeur alimentée par une chaudière à biogaz produisant de la vapeur à 15/10 bars. Cette solution présente l'avantage d'une très grande fiabilité, et d'une grande simplicité d'exploitation. Elle constitue la meilleure solution à long terme pour les centres d'enfouissement techniques compte tenu de la qualité médiocre du biogaz produit et de sa grande variabilité. Les turbines disponibles dans cette gamme de puissance sont malheureusement rares et présentent des rendements bas (10 % à 20 %).
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