Méthanisation - Injection

Révisions de la sous-partie  

Version	Contributeur	Date	Modifications
V1	V. Borie	25/03/2025	Création

Objectifs du document

Ce document vise à présenter l'action « Méthaniseur en injection ». Il vient en faciliter le paramétrage et la compréhension des résultats. Il permet aussi de visualiser les sources et données de l'action tout en fournissant la méthodologie utilisée.

L'action en bref

Schéma de fonctionnement de la méthanisation par injection

Le détail de l'obtention de l'énergie valorisable par la méthanisation se trouve plus bas sur cette page.

1 - Description de l'action

L'objectif de cette action est de permettre à l'utilisateur de simuler l'installation d'un centre de méthanisation par injection sur le territoire pour lequel est appliquée la stratégie territoriale. Les impacts sont calculés en fonction du nombre d'unité de méthanisation et de la capacité moyenne d'injection de biométhane, ainsi que d'autres paramètres liés à la qualité du processus de méthanisation qui peuvent être modifiés par l'utilisateur. Bien que l'action puisse avoir d'autres conséquences sur le territoire, TerriSTORY® simule en l'état les impacts suivants :

• La quantité d'énergie produite par l'installation qui est injectée au réseau (en GWh)

• Les retombées socio-économiques estimées (méthodologie détaillée à venir) :

  • Emplois générés

  • Valeur ajoutée

  • Investissement

• La baisse estimée de la facture énergétique du territoire

• Les retombées fiscales directes pour les territoires, liées à son installation et exploitation

2 - Paramètres de l'action

2.1 - Paramètres d'entrée

L'action a pour paramètres d'entrée le nombre de méthaniseurs et la capacité moyenne d'injection biométhane (en Nm³_CH4/h). Pour chaque année, l'utilisateur peut entrer le nombre d'unités de méthanisation installées ainsi que la capacité d'injection de biométhane moyenne de ces unités. Les valeurs de ces paramètres sont par défaut nulles (cf. Figure ci-dessous).

Paramètres d'entrée de la méthanisation par injection

Les valeurs saisies correspondent aux installations ajoutées sur l'année, et non pas à une actualisation de l'état du parc de méthanisation. Les unités sont considérées intégralement installées à l'année où elles sont saisies, qui est prise en compte comme première année d'exploitation. Par exemple, dans le cas plus haut, un méthaniseur d'une capacité de 500 Nm³_CH4/h a été installé en 2027. Puis en 2030, 2 unités de capacité d'injection respective de 1000 et 3000 Nm³_CH4/h ont été mises en service. Il faut alors renseigner (1000+3000) /2 = 2000 Nm³_CH4/h pour la capacité d'injection moyenne. Dans cette simulation, à partir de l'année 2030, le parc de méthanisation du territoire à l'étude est composé de 3 unités d'une capacité d'injection moyenne de 1500 Nm³_CH4/h. A noter que cette donnée n'est pas affichée par Terristory®.

2.2 - Paramètres avancés

Les paramètres avancés peuvent être modifiés par l'utilisateur. Une valeur est renseignée par défaut qui ne tient pas forcément compte des spécificités du territoire et des projets envisagés. Elle dépend néanmoins de la région dans laquelle est utilisé le module Stratégie territoriale.

Ces paramètres de nature technique sont les suivants (cf. Figure ci-dessous) :

• Le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) du méthane (en kWh/m³) qui traduit la quantité d'énergie que peut fournir un mètre cube de méthane.

• Le temps de fonctionnement en pleine puissance (en h) qui traduit la production brute de l'unité de méthanisation. Ce temps traduit les périodes de maintenance et les manœuvres logistiques (gestion d'un surplus de pression à cause d'une production trop élevée ou pour compenser un manque de capacité d'épuration) qui viennent impacter la production sur l'année.

• La part au torchage (en %) qui représente la quantité de biogaz qui est torchée.

• Le taux de consommation pour le chauffage du digesteur (en %) qui indique la part de la production qui est directement réinjectée dans le digesteur pour le bon déroulement du processus de méthanisation.

• Le rendement du purificateur (en %) qui traduit les très faibles fuites existantes durant cette étape.

Maquette du paramétrage avancé de l'action

Tous les paramètres rentrent en jeu dans le calcul de l'énergie produite injectée dans le réseau et viennent donc aussi impacter la réduction de la facture énergétique.

Paramètres économiques

Les paramètres économiques permettent d'estimer la part captée par le territoire dans les investissements réalisés pour cette action et de donner un ordre de grandeur des emplois bruts créés par la mise en œuvre de l'action. Les secteurs suivants sont considérés pour cette action :

Grandes phases projet	Maillon détaillé	Secteur NAF associé
Achat de terrain	Achat de terrain	Activités des marchands de biens immobiliers
Divers	Frais généraux	Ingénierie, études techniques
Fabrication d'équipements	Équipement de post-traitement du digestat	Fabrication d'autres machines d'usage général
Fabrication d'équipements	Équipement de prétraitement et digestion	Fabrication de machines pour l'industrie agro-alimentaire
Fabrication d'équipements	Poste d'injection de biométhane	Fabrication d'équipements aérauliques et frigorifiques industriels
Fabrication d'équipements	Autres équipements	Fabrication d'équipements aérauliques et frigorifiques industriels
Installation	Études (faisabilité, MOE)	Ingénierie, études techniques
Installation	Marges commerce et transport	Commerce de gros (commerce interentreprises) de fournitures et équipements industriels divers
Installation	Raccordement au réseau	Construction de réseaux électriques et de télécommunications
Installation	Structure béton : acier (digesteur, fosse, silos)	Travaux de maçonnerie générale et gros œuvre de bâtiment
Installation	Terrassement	Travaux de terrassement courants et travaux préparatoires
Installation	Autres (lagune, charpentes, bardages)	Travaux de charpente
Phase de production	Charges fixes	Autres assurances
Phase de production	Consommables	Commerce d'électricité
Phase de production	Gestion des substrats	Intermédiaires du commerce en matières premières agricoles, animaux vivants, matières premières textiles et produits semi- finis
Phase de production	Gestion du digestat	Activités de soutien aux cultures
Phase de production	Maintenance	Réparation de machines et équipements mécaniques
Phase de production	Production des cultures	Culture de céréales (à l'exception du riz), de légumineuses et de graines oléagineuses

Autres paramètres utilisés

En lien avec cette action, deux autres paramètres interviennent : le premier, pour le calcul de la réduction de la facture énergétique est le prix moyen du gaz exprimé en k€/GWh. Le second est un facteur permettant la conversion des normo mètres cube (Nm³) aux mètres cubes (m³).

Ces paramètres ne sont pas modifiables par l'utilisateur et s'appuient sur des sources référencées en 4 - Sources des données.

3 - Methodologie de calcul

Méthodologie de calcul de la méthanisation par injection

Note : les conversions d'unités (MW en GW par exemple) qui ont lieu à différentes étapes des calculs ne sont ici représentés que par des facteurs multiplicateurs en fin de ligne.

3.1 - Production d'énergie et baisse de la facture

Avant de déterminer la quantité d'énergie produite injectée au réseau, il faut obtenir la quantité d'énergie valorisable par la méthanisation. Cette dernière est calculée - pour chaque année - selon la formule suivante :

Où

\(Biométhane\ valorisable = Capacité\ totale\ d'injection\ biométhane \times Temps\ à\ pleine\ puissance \times Conversion\ {Nm}^{3}\ au\ m^{3}\)

\[Energie\ valorisable\ par\ méthanisation\ \lbrack MWh\rbrack = Biométhane\ valorisable \times \frac{PCI\ méthane}{1000} \]

La capacité totale d'injection est obtenue en effectuant la somme des capacités d'injection pour chaque année, elles-mêmes obtenues en multipliant le nombre de méthaniseurs par la capacité moyenne d'injection de biométhane.

La quantité d'énergie injectée sur le réseau chaque année est calculée selon la formule suivante :

\[Energie\ injectée\ \lbrack GWh\rbrack = Energie\ valorisable\ méthanisation \times \frac{(1 - Taux\ de\ consommation\ chauffage\ digesteur) \times Rendement\ purificateur}{1000}\]

La baisse de la facture énergétique du territoire - exprimée en k€ - est ensuite estimée ainsi :

\[Baisse\ de\ la\ facture\ = Quantité\ d'énergie\ injectée\ au\ réseau \times Prix\ moyen\ du\ gaz\]

3.2 - Emissions évitées

Elles ne sont pour l'instant plus calculées dans l'outil.

3.3 - Retombées fiscales estimées

Observ'ER en collaboration avec l'ADEME propose un état des lieux au début de l'année 2024 sur le parc d'installations de méthanisation en service ne France. Composé de 1724 installations opérationnelles, plus de 80% sont de nature agricole. Pour les calculs de retombées fiscales dans Terristory®, on fera l'hypothèse que toutes les extensions du parc seront de nature agricole. Dans ce cas, les installations sont exonérées de taxe foncière (et donc de CRE qui est basée sur la taxe foncière) et aussi de taxe d'aménagement (lorsque les installations ne sont pas agricoles, le choix de l'exonération revient aux collectivités locales).

L'article 1519 E du CGI (Code Général des impôts) précise que l'« imposition forfaitaire mentionnée », ici l'IFER, « s'applique aux installations de production d'électricité d'origine nucléaire ou thermique à flemme ». Les unités de méthanisation ne sont alors pas concernées par cette taxe.

Finalement, on considérera qu'aucune retombée fiscale ne survient pour la construction et mise en service d'une unité de méthanisation.

4 - Sources des données

Plusieurs types de données sont utilisés pour estimer les impacts de cette action :

• Les paramètres avancés par défaut, issus des bilans annuels régionaux de fonctionnement de la méthanisation.

• Les données globales : ici, le prix moyen du gaz. Il provient du bilan énergétique de la France, produit annuellement par le SDES (Service des Données et Etudes Statistiques).

• Le passage de Nm³ à m³ dépend de la température et de la pression. Pour effectuer cette conversion, on suppose que la pression est égale à la pression atmosphérique et que la température est égale à la température moyenne annuelle en France proposée dans le dernier bilan de Météo France. La formule avec l'hypothèse de pression devient :

\(V_{m^{3}} = V_{{Nm}^{3}} \times \frac{T_{moy}\lbrack{^\circ}C\rbrack + 273}{273}\)