Avantages
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Avantages pour l’environnement
Un digesteur anaérobie moderne bien exploité produira beaucoup plus d’énergie qu’il n’en consomme pour son fonctionnement courant, y compris l’énergie consommée pour le transport des matières premières. Ce rendement énergétique intéressant se compare favorablement avec certaines autres formes d’énergie renouvelable. De plus, un digesteur anaérobie réduit les émissions de gaz à effet de serre provenant de l’exploitation agricole grâce à deux grands mécanismes. Le méthane est l’un des principaux gaz à effet de serre - environ 21 fois plus nocif que le CO2 – et il est produit par la décomposition naturelle du fumier. Un digesteur anaérobie maximise la production de méthane et le capte, empêchant sa libération dans l’atmosphère. De plus, le biogaz produit par la digestion anaérobie peut être utilisé comme source d’énergie. Celui-ci remplace les combustibles fossiles qui seraient autrement utilisés. La combustion des combustibles fossiles accroît la quantité totale du gaz carbonique atmosphérique et contribue à l’accroissement de la crise associée aux changements climatiques provoqués par l’homme. Il n’y a pas d’augmentation nette du gaz carbonique atmosphérique associée à l’utilisation des biogaz comme combustible. Finalement, les fumiers d’animaux ont le potentiel de polluer le sol et les eaux souterraines s’ils ne sont pas éliminés correctement. Le traitement de ces matières par la digestion anaérobie réduit de façon importante la charge pathogène du fumier, atténuant par le fait même les répercussions négatives des microorganismes nuisibles sur l’environnement.
Avantages économiques et opérationnels
La digestion anaérobie génère plusieurs avantages opérationnels pour les exploitations agricoles. Elle représente une méthode efficace pour la gestion des déchets animaux. Elle stabilise le fumier, permettant un entreposage plus facile et plus long, et réduit les odeurs d’environ 80 %. Ce processus détruit presque toutes les graines de mauvaises herbes présentes et crée un produit final uniforme qui conserve les propriétés nutritives de la matière originale. On obtient un fertilisant ou une matière pour amender le sol de haute qualité qui peut être appliqué avec précision, tel quel, ou séparé en fractions liquide et solide avant utilisation. La fraction liquide retient les deux tiers des éléments nutritifs et peut être appliquée au moyen d’une infrastructure d’application traditionnelle, à faible coût. La fraction solide est excellente pour amender le sol ou pour remplacer la tourbe. L’utilisation d’un digesteur anaérobie peut s’avérer une mesure efficace pour respecter les nouvelles exigences réglementaires relatives au traitement du fumier qui entreront bientôt en vigueur dans certaines provinces canadiennes.
Quatre sources potentielles de revenu sont associées au digesteur anaérobie de ferme. On peut tirer des revenus de la vente de la chaleur et de la vente de l’électricité provenant de la combustion des biogaz. Il est également possible d’utiliser la chaleur et l’électricité dans des applications agricoles, épargnant le coût d’achat d’énergie ou celui de la production de chaleur au moyen de combustibles fossiles. En plus d’utiliser le fumier comme matière première, le digesteur anaérobie de ferme peut profiter de l’ajout de matières de source non agricole telles que les déchets des industries de transformation des aliments et boissons dans le mélange de matières premières. Si la réglementation permet l’utilisation de ce type de produits dans une exploitation agricole, l’exploitant du digesteur anaérobie peut percevoir un droit pour recevoir les déchets de source non agricole. Dans certaines situations, ce droit peut être assez substantiel. Il existe aussi une possibilité de générer éventuellement des revenus par la vente de crédits de carbone. Cependant, le Canada n’a pas encore mis en place une infrastructure réglementaire pour faire le commerce interne des crédits de carbone. En outre, l’accès aux marchés des crédits du carbone à l’étranger par des particuliers pourrait être problématique.
Pour le moment, la faisabilité financière de la digestion anaérobie au Canada n’est pas assurée. La technologie est de plus en plus répandue en Europe en raison des incitatifs financiers généreux qui sont consentis pour l’énergie verte. D’ici à ce que des mesures incitatives similaires soient mises en place au Canada, ou d’ici à ce que le coût de l’énergie augmente substantiellement (ce qui pourrait survenir rapidement devant le déséquilibre croissant entre la demande de combustibles fossiles et l’offre mondiale limitée), la digestion anaérobie peut être envisagée lorsque des résultats multiples sont souhaités (p. ex., la gestion efficace du fumier afin de respecter les obligations réglementaires, la production de grandes quantités de chaleur, une contribution quantifiable à la protection de l’environnement, le contrôle des odeurs), et lorsque les impératifs financiers ne sont pas les seuls facteurs déterminants.
Apport en énergie et énergie produite
Outre les matières premières (déchets agricoles et non agricoles), les intrants nécessaires à la digestion anaérobie incluent la chaleur et l’électricité industrielles. Quant aux extrants, ils incluent un biogaz riche en méthane et un digestat stabilisé et aseptisé, riche en éléments nutritifs, pouvant servir à fertiliser le sol ou l’amender. Le biogaz peut être brûlé pour produire de la chaleur et de l’électricité. Environ 20 % de l’électricité produite et un certain pourcentage de la chaleur produite servent à alimenter le processus de digestion anaérobie lui-même.
La principale synergie liée à la digestion anaérobie est sa capacité à traiter efficacement le fumier et les autres déchets organiques dans le respect des règles environnementales de plus en plus strictes, tout en obtenant simultanément du méthane pour la production d’énergie renouvelable.
Possibilités et exemples d’arrangements hybrides
Il est intéressant de constater que des études ont démontré que l’ajout de glycérine à la recette d’un digesteur anaérobie entraîne une augmentation substantielle du méthane produit pour un volume donné de matières premières. La glycérine est le principal sous-produit de la production du biodiesel. Cependant, il n’est pas question pour autant de s’empresser de placer une installation de biodiesel près d’un digesteur anaérobie.
De plus, un digesteur anaérobie de ferme produira une quantité importante de chaleur, qui doit être utilisée à proximité de l’installation de digestion, sinon elle sera perdue. Si cette chaleur ne peut être utilisée, il est possible de s’en servir pour déshydrater diverses matières de la biomasse en préparation du traitement thermal. Cependant, ceci ne peut être considéré comme un arrangement hybride type, et il n’existe pas d’exemples connus de telles applications en Amérique du Nord.
Un modèle financier simplifié
Ce qui suit est une évaluation financière très approximative d’un projet de digestion anaérobie pour une ferme de 500 vaches laitières. Il faut souligner que les généralisations concernant la digestion anaérobie peuvent être extrêmement problématiques. Il existe un grand nombre de modèles de digesteur sur le marché, dont les paramètres et les coûts d’exploitation varient beaucoup. D’autres facteurs critiques, tels que la quantité de fumier utilisable recueilli par animal et le potentiel de production de méthane de ce fumier, varient aussi énormément d’une ferme à l’autre. L’utilisation de matières premières non agricoles dans le mélange changera aussi les paramètres d’exploitation du digesteur. Dans cette optique, le modèle financier qui suit ne peut qu’être considéré comme très approximatif.
Hypothèses :
Une vache laitière produit 50 tonnes de matière première de fumier utilisable par année.
Une tonne de matière première de fumier de vache laitière produit 25 m3 de biogaz.
La combustion du biogaz dans un appareil de cogénération (en supposant que l’efficacité de la conversion est de 30 %) produit 1,7 kilowattheure (kWh) d’électricité par m3 de biogaz.
La combustion de biogaz dans un appareil de cogénération produit 2 kWh de chaleur par m3 de biogaz.
L’électricité vendue au réseau rapporte 11,6 cents par kWh (moyenne pondérée). Ce prix est représentatif du Programme d’offre standard de l’Ontario. Le taux est généralement moindre dans les autres provinces.
Le projet est raccordé au réseau au moyen de la facturation nette. Le coût de ce raccord est inclus dans l’ensemble des coûts d’immobilisation du projet. Dans certains cas, il est possible que d’autres frais substantiels viennent s’ajouter pour le raccord de l’infrastructure au réseau pour la vente d’électricité.
Les coûts d’exploitation sont évalués à 1 % des coûts d’immobilisation du digesteur.
Un digesteur anaérobie a besoin d’environ 20 % de l’électricité qu’il produit pour maintenir le processus de digestion anaérobie.
Selon ces hypothèses, 500 vaches laitières produiront 25 000 tonnes de matière première de fumier par année. Ceci permet de déterminer la taille du digesteur anaérobique. Ce fumier produira 625 000 m3 de biogaz grâce à la digestion anaérobie. La combustion de ce biogaz produira 1 062 500 kWh d’électricité et 1 250 000 kWh de chaleur lorsque la combustion est faite au moyen d’un appareil de cogénération. L’exploitation d’un digesteur anaérobie nécessitera 212 500 kWh d’électricité, laissant un solde de 850 000 kWh pour la vente au réseau.
À partir des estimations du coût d’immobilisation fourni dans la section précédente, un digesteur conçu pour traiter 25 000 tonnes de matières premières par année coûtera entre 1 250 000 $ et 1 750 000 $ (+/- 30 %). Les coûts annuels d’exploitation se situeront entre 12 500 $ et 17 500 $.
Selon ce modèle, le digesteur anaérobie permettra de dégager environ 98 600 $ par an provenant de la vente de l’électricité. On suppose que le digestat est utilisé pour les besoins de la ferme et qu’il ne représente donc pas une source potentielle de revenu. De même, on présume que la chaleur produite par le système ne sera pas utilisée par un consommateur indépendant et, en conséquence, aucun revenu n’est attribué à la chaleur produite, bien qu’elle puisse remplacer le coût de production de chaleur au moyen de combustibles fossiles pour l’utilisation sur la ferme. Cet avantage n’est pas pris en compte dans le modèle simplifié, mais il pourrait être important pour certains types de ferme.
Tout compte fait, ce digesteur anaérobie permettrait de réaliser des revenus de 81 100 $ à 86 100 $ par an pour des coûts d’immobilisation se situant entre 1 250 000 $ et 1 750 000 $ (+/- 30 %), soit un rendement annuel approximatif de 5 % à 6,5 %, en prenant pour acquis que le digesteur peut fonctionner à pleine capacité, sans interruption, tout au long de l’année.
Ce modèle ne tient pas compte du temps requis pour exploiter le digesteur anaérobie, des coûts de démarrage et des coûts de formation. Un digesteur de ferme de taille moyenne nécessitera au moins une heure d’attention par jour.
Modifié: 02-22-2008
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