Production de biogaz à partir d’engrais de ferme en Suisse

L'objectif de ce livre blanc est de fournir aux décideurs, aux administrations et aux parties prenantes les résultats de recherche les plus récents afin de promouvoir l'utilisation optimale de la bioénergie issue des engrais de ferme dans la transition énergétique suisse. A cette fin, les résultats du centre de compétence suisse pour la recherche en bioénergie - SCCER BIOSWEET - sont résumés et présentés dans un contexte plus large. Si rien d'autre n'est mentionné, les résultats se réfèrent à la Suisse et, dans le cas de la matière première, aux potentiels nationaux de biomasse.

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Résumé La Suisse se doit de transformer en profondeur son système énergétique. Afin de trouver des solutions aux défis techniques, sociétaux et politiques liés à cette transition, le Conseil fédéral et le Parlement suisses ont créé en 2014 huit centres de compétences pour la recherche énergétique (SCCER – Swiss Competence Center for Energy Research) pour soutenir la stratégie énergétique 2050. Le SCCER BIOSWEET (BIOmass for SWiss EnErgy fuTure) s’est consacré à la biomasse et sa conversion. Bien que les processus de production de biogaz soient déjà très évolués et prêts à la mise en œuvre, l’utilisation d’engrais de ferme (fumier et lisier) comme source d’énergie est encore très limitée en Suisse. La digestion anaérobie (DA) est une technologie prometteuse pour générer de l’énergie renouvelable sous forme de chaleur, d’électricité et de carburant à partir de fumier. En outre, la DA améliore la qualité des fertilisants et réduit la consommation d’engrais minéraux. Par conséquent, l’engrais de ferme, dont les quantités produites sont élevées en Suisse, doit être considéré comme une ressource locale importante qui peut être exploitée pour la fertilisation des sols, la récupération de nutriments et l’approvisionnement en énergie, avec pour atout supplémentaire une diminution des émissions de gaz à effet de serre. Dans ce livre blanc, nous analysons la production d’engrais de ferme en Suisse afin d’identifier les raisons de sa faible utilisation comme source d’énergie et d’indiquer des possibilités d’amélioration. La complexité de cette production (décentralisée, de nature variable, etc.) rend difficile la transformation de cette matière première en différents produits durables. Ainsi, sa valorisation énergétique n’entre pas en concurrence avec d’autres applications. Aujourd’hui, cette valorisation s’effectue avec de petits convertisseurs, qui souffrent du faible rendement de la production électrique à partir du gaz. L’efficacité de la génération d’énergie à partir de l’engrais de ferme pourrait être améliorée en mettant en œuvre des technologies plus performantes tout au long de la chaîne de traitement de la DA. Il s’agit notamment de la séparation de l’engrais de ferme en fractions solides et liquides et des technologies permettant de parfaire leur prétraitement (prétraitement microbien et thermochimique) ainsi que de la méthanisation, de la purification des gaz et des piles à combustible. Outre la DA, la gazéification hydrothermale et la production de biochar sont des technologies émergentes intéressantes qui présentent un fort potentiel pour la conversion à grande échelle des engrais de ferme. La modélisation globale du système énergétique indique la grande pertinence de l’utilisation de l’engrais de ferme comme source d’énergie. En résumé, l’utilisation de l’engrais de ferme à des fins énergétiques en Suisse pourrait être beaucoup plus importante qu’elle ne l’est aujourd’hui. La réalisation de ce potentiel passe par le développement des infrastructures de biogaz et des incitations à l’investissement. Outre les avantages environnementaux (en particulier la réduction des émissions de CO2), la génération d’énergie à partir de l’engrais de ferme, en combinaison avec d’autres énergies renouvelables, contribue à la stabilisation du système énergétique et permet une plus grande indépendance vis-à-vis des sources d’énergie fossile.
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