Système de gestion intégrée des résidus Ile Rûgen en Allemagne

PROJET PILOTE
QUI DIT BÉTON…
DIT SOLUTIONS POUR L’AGRICULTURE!
STRUCTURE SPÉCIALISÉE
DESCRIPTION DU PROJET
L’installation de l’île Rügen a
été l’une des premières grandes
centrales à biogaz modernes
établies en Europe.
PROPRIÉTAIRE
AEP Putbus GmbH
LIEU
Île Rügen (Allemagne)
CAPACITÉ DE LA CENTRALE
100 000 tonnes de fumier et
résidus organiques par année
DURÉE DES TRAVAUX
DE CONSTRUCTION
8 mois
DATE D’ACHÈVEMENT
Février 1997
SYSTÈME DE GESTION INTÉGRÉE DES
RÉSIDUS ÎLE RÜGEN (ALLEMAGNE DU NORD)
LE DÉFI
Cette centrale à biogaz unique en son
genre offre de nombreux avantages,
notamment la génération de biogaz
(une forme d’énergie renouvelable) et
Au milieu des années 90, le resserrement des lois sur l’environnement commençait à avoir des répercussions majeures sur toute l’Europe. En Allemagne, la collectivité agricole de l’île Rügen se retrouvait face à un
défi économique et écologique de taille.
En effet, elle avait jusque-là vécu en harmonie avec les touristes qui rendaient visite à son île en été, mais la
popularité grandissante de celle-ci la mettait maintenant en demeure de trouver un moyen d’équilibrer avantageusement agriculture et tourisme sur ce territoire limité.
la production d’un engrais de qualité
supérieure, parallèlement à l’épuration
des effluents gazeux, à la prévention
de la contamination des eaux souterraines et à une réduction de la
pollution atmosphérique, tout cela
de façon rentable.
Wolfgang Mühlenberg
Directeur général,AEP
L’élimination des odeurs et la protection de l’eau étaient deux des facteurs jugés déterminants pour parvenir
à l’équilibre souhaité entre les deux grands moteurs, très différents, de l’économie locale. Le système de
gestion intégrée des résidus mis au point par ECB ENVIRO Berlin AG apporta la solution, en permettant
une élimination écologique du fumier et l’atténuation des odeurs – en sus de la réduction des émissions de
gaz à effet de serre – et en offrant en outre un stimulus économique.
LA SOLUTION
Le fumier et les résidus organiques commerciaux des hôtels, hôpitaux,
ECB gère l’installation, qui est fortement automatisée, comme une
écoles et restaurants peuvent être combinés aux boues d’épuration,
entité distincte : la centrale à biogaz Pastitz. La centrale a été mise sur
puis traités et entièrement recyclés selon un procédé qui produit de
pied avec le concours de la coopérative agricole.
l’énergie « verte » (thermique et électrique) et un lisier inodore riche en
On s’est adressé à ECB pour diverses raisons :
• La société offre des services de conseil, de formation, et de soutien
technique à l’appui de son système de gestion intégrée des résidus.
• De plus, elle avait déjà démontré sa capacité de mettre le système
en place et de l’exploiter avec efficacité dans le cadre d’une autre
installation de gestion des résidus agricoles, située à Berlin.
• Elle a également mis au point des systèmes brevetés offrant des
avantages supplémentaires sur les plans de la technologie et de
l’exploitation.
• Enfin, c’est une entreprise d’expérience, qui jouit d’une bonne
réputation et agit comme conseil de l’Organisation des Nations
Unies et de la Commission européenne en ce qui a trait à la
technologie du biogaz.
éléments nutritifs que les agriculteurs peuvent épandre sur leurs terres.
À l’île Rügen, l’énergie thermique tirée de ce procédé est vendue et sert
à chauffer l’hôpital, la garderie et l’école d’une localité, ainsi que les
résidences avoisinantes. L’électricité produite est canalisée vers le réseau
de distribution de la société d’énergie locale, qui l’achète à prix fort, à
un taux fixé par la loi. Cette énergie propre, de haute valeur, constitue
une source de revenus appréciable pour les six exploitations agricoles
de petite et moyenne taille, réunies en coopérative, qui participent au
projet. Pour la collectivité de l’île Rügen, le traitement combiné des
résidus municipaux et industriels constitue un moyen d’élimination
viable et sensé à long terme, sur le plan tant social qu’économique.
Torchère
Enceintes d’hygiénisation
70 ºC pendant 1 heure
Épuration des gaz
Réservoir à gaz
Biogaz
Biogaz
Chaleur
Unités de cogénération
Réseau de
distribution
Électricité
Énergie thermique
Chauffage
urbain
Engrais
Entreposage de l’engrais
Échangeur de chaleur
Matières organiques
Substrat
Cuve de mélange
et d’entreposage
Ville de
Putbus
Stockage d’énergie thermique
Pompe
broyeuse
Effluents gazeux
Biofiltre
Arrivée des matières organiques
Centrale à biogaz Pastitz
© 1997 ECB - ENERKO Consult Berlin GmbH
PROJET PILOTE
LE PROCÉDÉ
LOGISTIQUE DE MANUTENTION
La collecte des matières organiques et la distribution de l’engrais produit sont assurées par des véhicules
appartenant à la société propriétaire, de même que par des entreprises de transport locales. Chaque
arrivage à la centrale est soigneusement pesé, noté et analysé. Les matières sont ensuite débitées et
mélangées dans une cuve, selon un dosage scientifiquement établi, en préparation de leur fermentation.
L’engrais issu de la fermentation est par la suite expédié aux exploitations agricoles où il est conservé dans
des réservoirs jusqu’à l’épandage. Les effluents gazeux résultant de la manutention sont récupérés et
épurés par passage à travers un biofiltre avant leur rejet dans l’atmosphère.
FERMENTATION
Après avoir subi un traitement préparatoire, le mélange de matières organiques est chauffé par un
échangeur de chaleur, qui en porte la température à 52 °C environ, puis acheminé en continu dans deux
digesteurs thermophiles, où il demeure pendant environ 15 jours. Cette étape donne le biogaz et le digestat,
qui est envoyé dans une enceinte d’hygiénisation et chauffé à 70 °C pendant une heure. Toute l’énergie
nécessaire à la fermentation provient de la centrale à biogaz même, et le procédé entier est commandé
automatiquement par un système de contrôle de processus. La fermentation combinée du fumier et des
résidus organiques dans la centrale à biogaz est un processus biologique entièrement naturel, qui produit
un engrais (le digestat) riche en éléments nutritifs. L’hygiénisation du digestat élimine les agents pathogènes
possibles et assure un traitement écologique des éléments nutritifs naturels.
ENTREPOSAGE
Le digestat, qui est presque inodore, est versé dans des conteneurs fermés, qui servent à la fois à le
refroidir et à l’entreposer jusqu’au moment de sa distribution comme engrais. Le biogaz libéré pendant la
fermentation et le refroidissement dans les conteneurs est, pour sa part, récupéré et mis en réservoir après
son épuration selon un procédé breveté mis au point par ECB. Ce réservoir assure l’alimentation continue
des unités de cogénération.
Aide pour l’environnement grâce à la centrale à biogaz Pastitz
Réduction des émissions
Substitution d’énergie 1
Agriculture 2
Traitement des résidus 3
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
(t CO2-éq.)
1) Production d’électricité d’une centrale au lignite η = 35 %; production d’énergie thermique d’une chaudière au gaz naturel η = 90 %.
2) Émissions incontrôlées de méthane provenant de la production, de l’entreposage et de l’épandage de fumier = 25 % des émissions possibles de méthane.
3) Émissions incontrôlées de méthane provenant des résidus organiques, sans compter les effluents gazeux des décharge = 25 % des émissions possibles de méthane.
PROJET PILOTE
LE PROCÉDÉ
UTILISATION DU BIOGAZ
Le biogaz est constitué de méthane dans une proportion de 65 % environ. Il est épuré et désulfuré (valeur
résiduelle de sulfure d’hydrogène (H2S) de 20 ppm à peu près) au cours d’un procédé biologique spécialisé à
plusieurs étapes, après quoi il sert à la production simultanée de chaleur et d’électricité (aussi appelée cogénération). L’étape de la fermentation consomme entre 15 % et 20 % environ de l’énergie produite. Le surplus d’électricité est transféré au réseau de distribution local, en tant qu’« énergie verte », et alimente quelque 3 000 foyers.
Le surplus d’énergie thermique est utilisé comme source de chauffage urbain pour 630 foyers de la ville de Putbus.
ÉNERGIE RENOUVELABLE
CENTRALE À
BIOGAS PASTITZ
ÉQUIPE
émissions de CO2. Elle aide aussi à remplacer les combustibles fossiles. De plus, le procédé employé pour
EXPLOITANT
produire le biogaz réduit considérablement les émissions indésirables que causent, sans contrôle possible,
AEP – Alternative Dünger- und
Energieproduktion Putbus GmbH
CONSEIL ET GESTION
DE PROJET
ECB ENVIRO Berlin AG
MAÎTRE D’ŒUVRE
Cimbria bio plan A/S
Les lois en vigueur concernant l’environnement sont strictes et exigent la réduction des gaz à effet de serre,
tels le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l’azote (N2). L’utilisation de biogaz n’ajoute pas aux
l’épandage du fumier à l’état brut et la mise en décharge des résidus organiques.
CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES DE LA CENTRALE À BIOGAZ PASTITZ
Capacité totale
Fumier
Résidus organiques
100 000 t/a
60 000 t/a
40 000 t/a
Production d’engrais
95 000 t/a
1 800 m3
2 x 2 100 m3
3 x 30 m3
1 x 1 000 m3
2 x JMS 312
2 x 495 kW = 990 kW
2 x 750 kW = 1,5 MW
Production de biogaz
Teneur en méthane
Énergie primaire
Production d’électricité
Production d’énergie thermique
3,8 millions m3
Environ 65 %
25,0 GWh
8,7 GWh
12,1 GWh
Association Canadienne du Ciment © 2002. Imprimé au Canada. Doc. no ES-AG-004-F
Cuve de mélange et d’entreposage
Digesteurs
Enceintes d’hygiénisation
Réservoir
Unités de cogénération
Capacité de production
d’électricité
Capacité de production
d’énergie thermique
Alternative Dünger- und
Energieproduktion Putbus
GmbH
ECB
Bureau national
Ottawa (Ontario)
(613) 236-9471
[email protected]
www.ciment.ca
Région de l’Ontario
Toronto (Ontario)
(416) 449-3708
[email protected]
Région de l’Ouest
Vancouver (C.-B.)
(604) 269-0582
[email protected]
Région de l’Atlantique
Halifax (N.-É.)
(902) 423-7317
[email protected]
Région du Québec
Montréal (Québec)
(514) 739-2722
[email protected]