La bioénergie est étroitement liée à la biomasse, soit les déchets composés de matière organique que l’on revalorise sous forme d’énergie. En effet, les bioénergies sont des énergies renouvelables (EnR) issues de la transformation de la biomasse. Ces énergies vertes servant à produire de la chaleur, de l’électricité et même du carburant peuvent jouer un rôle clé dans la transition énergétique. Dans ce guide, Parlons Planète vous partage tout ce qu’il faut savoir sur la bioénergie.
Qu’est-ce que la bioénergie ?
La bioénergie désigne en réalité l’énergie renouvelable (EnR) obtenue par la transformation de la biomasse, une source d’énergie verte polyvalente pouvant être exploitée de multiples façons. Cette énergie stockée dans les matières organiques représente une ressource intéressante à valoriser.
En effet, il est plus avantageux de transformer l’énergie contenue dans les matières organiques que de la laisser se perdre. C’est le principe même de la biomasse : revaloriser les déchets plutôt que de les jeter afin de produire une énergie décarbonée. De plus, il s’agit d’une excellente alternative pour éviter d’avoir recours aux énergies fossiles. Ainsi, la bioénergie est une solution durable afin d’assurer la transition énergétique d’un pays, aussi bien à petite échelle (dans les foyers) qu’à grande échelle (au niveau des villes).
Il existe différentes façons d’exploiter la bioénergie. On distingue principalement trois formes d’utilisation de la bioénergie :
- 🔥 pour produire de la chaleur ;
- ⚡ pour produire de l’électricité ;
- ⛽ pour produire du carburant.
Bioénergie et biomasse : quelles ressources disponibles ?
En bioénergie, il existe une multitude de ressources. Ces dernières sont issues de différentes matières organiques résiduelles. En règle générale, on distingue 3 catégories principales de bioénergies sur le parc énergétique français :
- 🗑️ les déchets ménagers et papetiers ;
- 🟢 le biogaz ;
- 🪵 les biocombustibles solides (le bois-énergie et d’autres composants solides).
Plus précisément, parmi les différentes sources issues de la biomasse, les résidus organiques les plus couramment utilisés sont les suivant :
- 🧑🌾 les déchets issus du secteur agricole : résidus de cultures végétales (paille de blé…) et résidus de l’élevage (fumier, lisier) ;
- 🌲 les déchets issus du secteur forestier : bois-énergie, copeaux et sciures de bois, écorces, branches, etc. ;
- 🏭 les déchets issus du secteur industriel : déchets verts et restes de nourriture, résidus de l’industrie agroalimentaire, boues des stations d’épuration des eaux usées, etc.
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Comment fonctionne la valorisation des déchets pour produire de l’énergie ?
La bioénergie : une énergie renouvelable ?
Issue de ressources naturelles organiques, l’énergie biomasse est par définition une source d’énergie renouvelable. Par conséquent, la bioénergie produite à partir de biomasse est également considérée comme une EnR. Toutefois, la production de cette énergie verte fait face à un défi : celui d’adopter une approche éco-responsable à tous les niveaux de l’exploitation.
En d’autres termes, pour considérer la bioénergie comme une énergie 100% renouvelable et durable, il est indispensable de mener une gestion raisonnée des ressources présentes dans la nature. Par exemple, si l’on déforestait une partie des terres dans l’unique but de produire des bioénergies, alors la démarche ne serait pas renouvelable.
Principe de fonctionnement : 3 façons de produire des bioénergies
Comme expliqué plus haut, la bioénergie repose sur le principe de transformation de la biomasse comme nouvelle source d’énergie. Plusieurs techniques existent pour produire des bioénergies en valorisant les déchets. Voici les principaux procédés à connaître. 👇
La combustion
Lorsque l’on valorise de la biomasse sèche (carton, copeaux de bois, paille…), on procède directement à une combustion des déchets organiques. En brûlant, ces résidus produisent alors de la chaleur. Cette source peut être utilisée de différentes manières :
- pour alimenter le réseau de chauffage d’un bâtiment, via un circuit d’eau chaude ;
- pour faire tourner des turbines, grâce à la vapeur d’eau, et produire de l'électricité.
👉 Lors de la combustion de matières organiques, il est également possible de produire de l'électricité et de la chaleur à la fois, à partir d'une seule source : c’est ce que l’on appelle la cogénération. Comment cela fonctionne ? La chaleur produite lors de la combustion est récupérée via un système spécifique, puis cette vapeur d’eau est redistribuée pour être réutilisée à la production de chauffage, d’eau chaude sanitaire ou encore pour des applications industrielles.
La méthanisation
La méthanisation est un procédé naturel permettant de valoriser la biomasse par voie humide. On retrouve notamment ce processus dans les marais, par exemple. Lorsqu’il s’agit de transformer en bioénergie des déchets ménagers, des boues de stations d’épuration des eaux usées ou encore du fumier agricole, on a recours à la méthanisation.
Le principe de la méthanisation repose simplement sur la décomposition des matières organiques dans un milieu sans oxygène : la fermentation. Placés dans un digesteur, lequel est chauffé et dépourvu d’oxygène, les micro-organismes s’activent et permettent de produire du biogaz. Il s’agit d’un gaz majoritairement composé de méthane et de dioxyde de carbone. Ce gaz vert, un combustible invisible, a les mêmes propriétés que le gaz naturel à la seule différence qu’il n’est pas extrait des sous-sols mais issu de la valorisation des déchets. Il peut ensuite servir à produire de la chaleur ou de l’électricité.
👉 Via la méthanisation des matières organiques, on n’obtient pas seulement du biogaz mais aussi du digestat : un résidu pouvant être utilisé comme fertilisant.
La gazéification
Enfin, des processus thermochimiques tels que la gazéification permettent de transformer la biomasse en plusieurs produits de bioénergie. En chauffant les matières organiques à très haute température tout en contrôlant le taux d’oxygène, on obtient des gaz de synthèses, des huiles végétales (biohuile) ou encore du biochar. Ce type de bioénergie est généré dans des bioraffineries spécialisées : des centrales qui produisent plusieurs bioénergies à la fois, à partir de différentes matières premières de biomasse.
Bioénergie : des applications concrètes
Prenons quelques exemples pour comprendre le fonctionnement concret des bioénergies.
👉 Au sein des centrales à biomasse, la vapeur d’eau générée par la combustion de biomasse fait tourner directement des turbines, ce qui produit de l’électricité verte.
👉 En revanche, dans une centrale à biogaz, la biomasse est valorisée différemment. En effet, une fois le biogaz obtenu, celui-ci se transforme naturellement en biométhane après s’être épuré. Il peut alors servir au chauffage, à produire de l’eau chaude sanitaire ou encore être utilisé comme carburant (bioGNV) participant ainsi au développement d'une mobilité verte.
Pourquoi se tourner vers la bioénergie ?
Dans la course à la transition énergétique et au développement des énergies renouvelables, la bioénergie représente un enjeu de taille. En effet, ce type d’énergie possède de multiples atouts. Voici quelques raisons pour lesquelles il est intéressant de se tourner vers la bioénergie.
- ✅ Remplacer les énergies fossiles : les bioénergies sont un substitut durable des combustibles fossiles (gaz naturel, charbon, diesel…) ;
- ✅ Réduire la dépendance aux ressources fossiles : contrairement aux énergies fossiles, dont les ressources sont limitées et polluantes, les bioénergies basées sur la biomasse peuvent assurer la sécurité énergétique d’un pays ;
- ✅ Une bioénergie à faible impact environnemental : les ressources utilisées pour les bioénergies sont durables puisqu’elles reposent sur la valorisation de déchets et émettent très peu de gaz à effet de serre ;
- ✅ Une meilleure valorisation des déchets : la bioénergie permet de valoriser les matières résiduelles, des ressources peu coûteuses. En effet, ces déchets ne sont ni enterrés ni incinérés (ce qui a un coût et contamine les sols) ;
- ✅ Un vecteur d’emploi : le secteur des énergies renouvelables tels que la bioénergie participe à créer de nombreux emplois verts, des professions engagées dans la transition énergétique.
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Les limites des bioénergies
Cependant, même si les bioénergies jouent un rôle important dans la transition énergétique, elles font aujourd’hui face à quelques défis. Quelles sont les limites de l’exploitation de la biomasse en bioénergie ?
Les trois principaux obstacles auxquels se heurtent les bioénergies sont :
- des coûts de production élevé ;
- un rendement difficile à niveler à celui d’autres EnR ;
- une production à grande échelle pour l’instant limitée.
Effectivement, lorsqu’il s’agit de l’exploitation d’énergie biomasse, il est indispensable de mesurer les possibles répercussions sur l’environnement. Comme précisé plus haut, la bioénergie n’est considérée comme énergie 100% renouvelable qu’à condition d’une gestion durable. Par exemple, la régénération de la biomasse doit être au moins égale à sa consommation pour une production propre et raisonnée. Par ailleurs, le taux d'absorption de CO2 des végétaux doit pouvoir compenser les émissions de CO2 générées lors de la combustion de biomasse.
Les bioénergies en France
D’après RTE (gestionnaire du réseau de transport d’électricité), dans le mix énergétique actuel en France, les bioénergies représentent environ 2% de la production d’électricité, avec une moyenne de 980 MW par jour. Les bioénergies ont un potentiel intéressant et contribuent à décarboner la production d’énergie du pays.
💡 Le saviez-vous ? Vous pouvez utiliser l’énergie biomasse chez vous ! En choisissant de chauffer votre logement au bois, par exemple, vous utilisez une énergie verte et réduisez vos factures d’énergie. Le bois est en effet l’énergie de chauffage la plus économique. L’occasion de passer au vert ! 🍃
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Sources :
https://www.rte-france.com/eco2mix/synthese-des-donnees?type=production#