A metanáció a szerves anyagok lebontásának biológiai folyamata. Anaerob emésztésnek vagy anaerob emésztésnek is nevezik . Az anaerob emésztés a szerves anyagok lebomlásának természetes biológiai folyamata oxigén hiányában ( anaerob ); a szerves szennyező anyagokat az anaerob mikroorganizmusok átalakítják gáz-halmazállapotú termékké (ideértve a metánt is) és a visszamaradó iszapká, emésztett anyaggá , amelyek újrafelhasználhatók.
A metanizáció természetesen előfordul bizonyos üledékekben , mocsarakban , rizsföldeken , hulladéklerakókban , valamint egyes állatok emésztőrendszerében , például rovarokban (termeszekben) vagy kérődzőkben. A szerves anyagok egy része metánná bomlik, egy másik részét pedig metanogén mikroorganizmusok használják növekedésükhöz és szaporodásukhoz. A bomlás nem teljes, és az emésztést elhagyja (részben összehasonlítható a komposzttal ).
Methanization is egy olyan technika megvalósított methanizers , ahol a folyamat felgyorsul és karbantartani, hogy készítsen egy éghető gáz ( biogáz , úgynevezett biometán után tisztítás ). A szerves hulladékot (vagy energianövényekből származó termékeket, szilárd vagy folyékony anyagokat) így energia formájában lehet hasznosítani.
A természetben a mikrobiális anaerob emésztés fontos szerepet játszik a szén körforgásában .
A metanizálás kölcsönhatásban lévő mikrobiális mikroorganizmusok bizonyos csoportjainak a hatásából ered, amelyek trofikus hálózatot alkotnak . Klasszikusan négy egymást követő fázist különböztethetünk meg:
A reaktorban a komplex szerves anyagokat először mikroorganizmusok egyszerű molekulákká hidrolizálják . Így a lipidek , poliszacharidok , fehérjék és nukleinsavak monoszacharidokká , aminosavakká , zsírsavakká és nitrogénbázissá válnak . Ezt a bontást exocelluláris enzimek végzik.
Korlátozó lépéssé válhat, mert nehezen vagy lassan hidrolizálható vegyületek, például lignin , cellulóz , keményítő vagy zsírok esetében „túl lassú” . Szilárd hulladékok keveréke esetén a hidrolízis a biomassza-összetevők biológiai hozzáférhetőségétől függően eltérő sebességgel megy végbe, miközben homogén és folyékonyabb közegben egyidejűleg zajlik.
AcidogenezisEzeket a szubsztrátumokat az acidogenezis során az úgynevezett acidogén mikrobiális fajok használják fel, amelyek alkoholokat és szerves savakat, valamint hidrogént és szén-dioxidot fognak termelni . Ez a lépés 30-40-szer gyorsabb, mint a hidrolízis.
AcetogenezisAz acetogenezis lépés lehetővé teszi az előző fázisból származó különféle vegyületek átalakítását metán közvetlen prekurzorává: acetát , szén-dioxid és hidrogén . Az acetogén baktériumoknak két csoportja van :
A metántermelést szigorú anaerob mikroorganizmusok biztosítják, amelyek az Archaea tartományba tartoznak . Ez az utolsó lépés a metán előállítását eredményezi . Két lehetséges módon hajtják végre: az egyiket hidrogénből és szén-dioxidból , úgynevezett hidrogenotróf fajokból , a másikat acetátból acetotróf fajok (más néven acetoklasztok). Szaporodási sebességük alacsonyabb, mint az acidogén baktériumoké .
CO 2+ 4 H 2→ CH 4+ 2 H 2 O. CH 3 COOH→ CH 4+ CO 2.A metanizálás egy összetett biológiai folyamat, amely megköveteli bizonyos fizikai-kémiai feltételek megteremtését, amelyekre a biológiai reakció optimalizálva van. Az Archaea metanogén organizmusok anaerob szigorúak. Megfelelően fejlődnek, ha a közepén lévő normál hidrogénelektródhoz (Eh) viszonyított redoxpotenciál nagyon alacsony (-300 mV ).
Hőmérsékleti viszonyokA célhőmérsékletet „beállított hőmérsékletnek” nevezzük. Három termikus rezsim lehetséges:
Az Archaea metanogéneknek mikroelemekre van szükségük, mint a vas , a molibdén , a nikkel , a magnézium , a kobalt , a réz , a volfrám és a szelén . A hidrogén parciális nyomásának 10-4 bar alatt kell maradnia a gázfázisban. A semleges pH a savas pH-értékhez képest kedvez a biogáz képződésének.
A hidrogén-szulfid jelenlétének csökkentése érdekében az előállított biogázban mikroaerob körülmények jöhetnek létre a reakcióközeg felületén úgy, hogy kis mennyiségű oxigént juttatnak az emésztő gázos részébe.
A metanizálás elsősorban a szerves anyagokat érinti. A nem szerves komponenseknél hatással lehet alakjukra.
Így az állatállomány szennyvizeiben jelen lévő nitrogén nem alakul át semmilyen átalakuláson, miközben a vér , a zöld és az asztali hulladék szerves nitrogénje mineralizálódik, a gyümölcsök , a szalma és a zsír ásványi nitrogénje pedig a szerves nitrogén felé fejlődik.
A metanizálható anyagok (vagy inputok ) állati , növényi , bakteriális vagy gombás eredetű szerves anyagok . Különösen a szerves anyag (OM), a szárazanyag (DM) és a BMP néven ismert metanogén potenciáljuk ( a biokémiai metán potenciál rövidítése ) jellemzi őket . Főleg a következőkből származnak:
Az inputok termelése az évszakok szerint változik. Metanogén erejük megőrzése érdekében, néha több hónapig, ideális esetben a levegőtől és hűvös helyen kell tárolni . Számos tárolási módszer létezik:
Az LNG tartályhajó termékei nem tartalmazhatnak olyan biocideket vagy vegyületeket, amelyek gátolhatják az anaerob emésztésben részt vevő biológiai reakciókat vagy károsíthatják a létesítményt.
Annak érdekében, hogy az emésztett anyag szétterítéssel újrafelhasználható legyen, nem tartalmazhat túlzott mennyiségű különféle szennyező anyagot, amelyek valószínűleg megtalálhatók az emésztőbe bevitt termékekben.
Bizonyos anyagok gyorsabb metanizálásához előkezelési fázis szükséges, például őrlés, komposztálás, termokémiai vagy enzimatikus előkészítés.
Az enzimatikus előkezelés során a hulladékot körülbelül tíz órán át keverik az enzimekkel . Ennek eredményeként olyan folyadékot kapunk, amelyben a lignocellulózos anyagokat részben feloldják, és amelyet a metanizátor sokkal hatékonyabban és gyorsabban kezel.
Az első ipari prototípusok működnek a Dupontnál (Optimash® AD-100), a DSM-ben (Methaplus) a mezőgazdasági hulladékok számára és egy nagy Renescience hulladékkezelő üzemben, a DONG / Novozymes részéről a biohulladékért (5 megawattnyi villamos energia 120 000-ből származik). t / év biohulladék (körülbelül 110 000 angol család termelésének felel meg) Norwich-ban .
A metanizálás, mint bioprocessz , megvalósítható egy emésztőben , hogy visszanyerje a szerves anyagokkal megrakott hulladékot, miközben energiát termel metán formájában. Olyan sokféle kezelést képes kezelni, mint szennyvíz, szennyvíztisztító telepek iszapja, állati ürülék, élelmiszeripari hulladék, konyhai hulladék, háztartási hulladék, mezőgazdasági hulladék stb.
Az előállított biogáz visszanyerésével történő metanizálás (hő- és / vagy elektromos energia előállítása metán közvetlen égetésével vagy hőhajtóművekben ) a megújuló energia előállítására szolgáló különböző megoldások között a helye azáltal, hogy lehetővé teszi három egymást kiegészítő cél elérését: energia előállításához, a hulladékok és szennyvizek szennyező terhelésének csökkentéséhez, valamint a kiindulási termék jellegétől függően stabilizált emésztett anyag előállításához .
Ma az Ademe (Kormányzati Környezetvédelmi és Energiagazdálkodási Ügynökség) által meghatározott anaerob lebontás fő hulladékkezelési ipari alkalmazásai a következők: mezőgazdasági emésztés (állati ürülék), háztartási hulladék-emésztés és hasonló (biohulladék), a városi szennyvíz emésztése az iszap és az ipari szennyvizek emésztése. Az utóbbi alkalmazási területet illetően az anaerob emésztés nagyon versenyképes kezelés az aerob tisztításhoz képest . Elsősorban a nagymértékben megterhelt agrár- élelmiszeripar és az erjedésből származó szennyvizek kezelésére alkalmazzák (a nagy terhelésű emésztők 75% -a működik 2006-ban).
A szennyvíztisztító telepek iszapjának metanizálásából származó metán városi autóbuszok üzemeltetésére Franciaország egyes városaiban, például Lille- ben jelentős növekedést mutat . A membrángáz-elválasztási technikák fejlesztésének és költségcsökkentésének lehetővé kell tennie a biogáz-tisztítás lehetőségének mérlegelését a termelőhelyen.
A metanizálás lehetővé teszi a folyékony szennyvíz kezelését, még akkor is, ha szuszpendált anyaggal vannak ellátva. Ez vonatkozik például az állatállomány szennyvizeire ( hígtrágya ) és a szennyvíztisztító telepekből származó szennyvíziszapra (gyakran szennyvíztisztító telepekre) (gyakran kevert iszap, amely egyesíti az elsődleges iszapot és a biológiai iszapot). A metanizálást széles körben alkalmazzák az élelmiszer-ipari szennyvizek kezelésére is. Ezeket az általában rendszeresen hozzáférhető alapanyagokat különféle szerves hulladékokkal lehet kiegészíteni, különösen olyan zsírokkal, amelyek metanogén ereje erős (például vágóhidakon vagy tisztító állomások előkezelésén nyerik ). A keverék folyékony állapota lehetővé teszi a keverést az anyag és a hőmérséklet jó homogenitásának elérése érdekében.
A szennyvizek metanizálása olyan intenzív folyamatok kifejlesztésén alapult, amelyekben az anaerob biomassza felépül, nagyon sűrű szemcsés aggregátumokban (UASB, EGSB folyamatok) vagy biofilm formájában, amely a dedikált hordozókhoz tapad.
A legtöbb szerves hulladék metanizálható, különös tekintettel a hulladék fermentálható részére (amelyet ideális esetben külön gyűjtéssel kell szétválogatni és összegyűjteni, mielőtt metanizálják). Eredetüktől függően különböző hulladéktípusok léteznek:
Szilárd vagy száraz metanizálásról általában akkor beszélünk, amikor az emésztő bemenete 15 és 20% közötti szárazanyagot tartalmaz.
A mezőgazdaság nagy mennyiségű szilárd hulladékot termel (például 67 millió tonna szarvasmarha-trágya és 25 millió tonna növényi maradvány (különösen szalma) 2017-ben). Bizonyos magas szárazanyag-tartalmú szerves hulladékok visszanyerése nehézkes (pl. A szalma esetében akár 90% is), különösen, ha ezek kevés vagy lassan lebomló lignocellulóz vegyületek. Franciaországban a 2000–2010-es években csak egy tucat gazdaság szakosodott erre az útra. A száraz metanizálás hozamának javítására szolgáló módszerek a csurgalékvíz (a biológiai reakciókból származó és baktériumokkal töltött maradék folyadék) visszavezetése a tárolt szilárd hulladékba, valamint a lignint lebontó baktériumok általi előkezelés, amely lelassítja a cellulóz szalmából történő lebomlását és faipari. Ez utóbbi eljárással kapcsolatban a technológiaátadási gyorsító társaság (SATT) Ouest Valorisation nevű induktoron alapuló szabadalmat nyújtott be a lignin baktériumok általi lebontásának aktivitását baktériumok által 2017-ben.
Kísérletek vagy kísérletek pool methanisers léteznek, például a co-methanize hagyományos szerves hulladék (a maradék háztartási hulladék és biohulladék ) és iszap szennyvíztisztító telepek , mint a tervezett, a párizsi régióban, a csatornázás (Siaap) és a hulladék ( Syctom ) szakszervezetek 2018-ig (90 millió eurós projekt).
A metanizálás során éghető gáz , biogáz és folyékony és szilárd emésztett anyagot tartalmazó műtrágya keletkezik .
Az emésztett anyag a szilárd és folyékony hulladék, amely a hulladék anaerob emésztési folyamatai során keletkezik.
Az anaerob emésztési folyamat végén általában dehidratálják, és érési alagutakba helyezik (szoros és jól szellőző, az anaerob reakció befejezéséhez és a komposztálási szakasz megkezdéséhez).
Az emésztett anyag ezután kezelt és stabilizált hulladékká vagy melléktermékké válik. Van egy bizonyos módosító értéke (mert nagyon gazdag nitrogénben). Bizonyos mértékben összehasonlítható a komposzttal, ha szenet adtak hozzá (mivel az anaerob emésztés a szén nagy részét kivonta az erjedt anyagokból); az előírásoktól, a kezelt termékek jellegétől és ennek az emésztett anyagnak az elemzésétől függően élelmiszer-kultúrákhoz (vagy nem élelmiszer-kultúrákhoz, beleértve a zöldfelületeket is ) használható.
Az NF U 44-051 és NF U 44-095 szabványok olyan keretet agronómiai hasznosítás „városi” digestates ( zöldhulladék és más bio- élelmiszer hulladék háztartási hulladék), valamint szennyvíziszap digestates, jelenléte miatt ezekben az iszap gyógyszerek, nehézfémek és egyéb káros vegyi maradványok Az emésztett növényekben lévő nitrogén (nitrát) oldható, kioldható, és a talaj nem tarthatja vissza tartósan.
Kutatások folynak az emésztett anyagok tápanyagainak felhasználásáról a mikroalgák termesztésére, amelyeket maguk is nyersanyagok előállítására használnak fel, ideértve a bioüzemanyagokat vagy az algó üzemanyagokat . Ez az Algovalo projekt esete, amely lehetővé tette az algák optimális fejlődésének feltételeinek meghatározását. Az eredmények biztatóak, mivel a tápanyagok 95% -a visszanyerhető az algák érdekében.
A biogáz termelt lehet égetni a helyszínen kogenerációs vagy tisztított a biometán .
A szennyvíziszap metanizálása harmadával csökkenti azok mennyiségét, ami csökkenti a szállítási és az ezzel járó ártalmatlanítási vagy szórási költségeket. Az ezt a beruházást az előállított energia beszerzési díja támogatja, különösen 2014 óta biometán formájában , míg egyes szennyvíztisztító telepek inkább az energiát használják a folyamat hőigényéhez.
A 2009 , anaerob „ a gazdaság ” sokkal kevésbé fejlett Franciaországban, mint Németország: csak mintegy tíz kis létesítmények voltak szolgálatban. Azóta erőteljes fejlődésen ment keresztül, akár egyedi mezőgazdasági projektekkel, akár olyan kollektív vagy regionális projektekkel, amelyek több mezőgazdasági termelőt és más szereplőt tömörítenek a területen. 2015-2016-ban évente több mint 50 új helyszín található. Franciaországban a Méthasim nevű szoftver lehetővé teszi az anaerob emésztési projektek technikai-gazdasági szimulációinak elvégzését a gazdaságban.
A zöldalgák szaporodása elleni küzdelem terve az anaerob emésztést tartalmazza a kezelés eszközeként, de a metán előállítása nem szünteti meg az emésztett anyagban található nitrogént (a metanizálás folyékony maradványait).
A mezőgazdasági metanizálás előnyei2008-ban az anaerob emésztés mezőgazdasági tevékenységgé vált, és 2011 óta részesült egy rendeletben, amely növelte a betáplálási tarifákat.
A mezőgazdasági hulladéklerakó fontos:
A mikrometanizációs folyamat önmagában nem innovatív, mert a XX . Század elejétől kezdve Kínában néhány köbméter háztartási felhasználású mikrometanizátort építenek. 2007-ben ezeknek a rendszereknek több mint 30 millió telepítése volt Kínában és Indiában. Az anaerob emésztés nyugati kontextushoz igazított technológiai megoldásait Európában, az Egyesült Államokban és Izraelben is kidolgozták. Ez a helyzet a házi biogáz eljárásnál, amelyben a biogázt háztartási célokra használják, vagy a Flexibuster konténert, amely mind hulladékot feldolgoz, mind pedig a biogázt villamos energia előállításával újrahasznosítja.
Az Irstea által vezetett európai H2020 DECISIVE projekt részeként mintegy tíz kutatóintézet és iparos dolgozik egy mikrometanizációs szektor felállításán a városi területeken, 800–1000 háztartás körzetének (vagy egy kisebb, egyből álló körzetnek). vagy több kollektív vendéglátóhely), azaz évente legfeljebb 200 tonna biohulladék. Ez egy teljesen innovatív városi biohulladék-kezelési módszer, amely helyi értékelésen alapul, és amely a körforgásos gazdaság folyamatának része. Az eredmény: a hulladéktermelés csökkenése, az energia- és szállítási megtakarítások, valamint a biopeszticid előállítása az emésztett anyagból. Középtávon a döntéstámogató eszköz lehetővé teszi az új hulladékgazdálkodási rendszerek felé haladni kívánó helyi hatóságok számára, hogy a létesítményeket igényeiknek megfelelően méretezzék, ugyanakkor felmérhetik a nap végén a rendszer megváltoztatásának hatását is. egy környék. 2019-ben két teljes körű kísérleti helyszín létesül Lyonban és Barcelonában.
Különböző országokban (beleértve Franciaországot is) engedélyezett a biometán injektálása a nyilvános földgázhálózatokba, amelynek vételár és „eredetbiztosítás” biztosítja a nyomon követhetőség biztosítását.
2011-ben, a Grenelle de l'Environnement és a Grenelle törvények nyomán (a megújuló energia 23% -a Franciaország energia-összetételében 2020-ban, azaz 2020-ban 625 MW beépített villamos energia és 555 kilotonne olajegyenérték hőtermelés biogáz), emelték az anaerob lebontással előállított villamos energia vételárát (átlagosan + 20%) a „kis és közepes méretű mezőgazdasági létesítmények számára” (a kormány szerint ez évi 300 millió euró támogatásnak felel meg ) az Ademe , a helyi hatóságok és a Földművelésügyi Minisztérium támogatására. Bizonyos feltételek mellett az anaerob emésztést a mezőgazdaság és a halászat korszerűsítéséről szóló törvény (LMAP) ma „mezőgazdasági tevékenységnek” ismeri el .
Franciaországban Ademe és a Regionális Tanácsok már segített anaerob évekig támogatások révén, és a projekt támogatása, stb Így a Midi-Pyrénées régió 2013 közepén vállalta, hogy támogatja (8 millió euróért) 100 anaerob emésztőegység létrehozását 2020 előtt (az ökológia és a mezőgazdasági miniszterekkel közösen aláírt megállapodás révén, a nemzeti EMAA részeként). terv (elindítva 2007 - ben)2013. március) 1000 új létesítményt céloz meg 2020 előtt.
A francia jogszabályok szerint a nem veszélyes hulladékok vagy növényi nyersanyagok anaerob bontási létesítményei (kivéve a szennyvíz vagy a városi szennyvíziszap metanizáló létesítményeit, ha azokat termelőhelyükön metanizálják) környezetvédelmi osztályba sorolt létesítmények (ICPE). Valóban, ez a telepítés típusát illeti a címsor n o 2781 szerinti nómenklatúra osztályozott létesítmények, mely két részre van osztva alkategóriák:
Az engedélyeket vagy bejegyzéseket prefektusi rendeletek formájában bocsátják ki annak érdekében, hogy az üzemeltetőket bizonyos számú, a környezeti hatásaik korlátozását lehetővé tevő műszaki előírások betartására kötelezzék, különös tekintettel a keltezésű miniszteri rendeletből eredő műszaki előírásokra. 2009. november 10 vagy a kelt miniszteri rendeletből eredők 2010. augusztus 12.
Környezeti hatásuk korlátozása érdekében a bejelentés tárgyát képező létesítmények üzemeltetőinek be kell tartaniuk egy másik, szintén kelt miniszteri rendelet műszaki követelményeit.2009. november 10.
Az engedélyezési vagy bejegyzési kérelmek vizsgálatát, valamint az üzemeltetők által a műszaki követelményeknek való megfelelés ellenőrzését a minősített létesítmények ellenőrzése végzi .
Európában 2002 végén 78 ipari háztartási és hasonló hulladék- metanizáló egység működött, évente 2,3 millió tonna hulladék kezelési kapacitással. A 2002-ben telepített új kapacitások évente 813 000 tonnát tettek ki.
Miután elmaradt Észak-Európa más országaitól vagy Olaszországtól, ez az ágazat Franciaországban teljes fejlődésben van. 2017-ben további 80 létesítmény volt, így az összes telepítés száma 514 volt, ebből 330 a gazdaságban. A France-Biomethane Think Tank szerint 2017 végén 44 ilyen helyszínen sikerült visszanyerni a földgázhálózatokba befecskendezett biometán formájában, és "2018 végén néhány száz egység várható" .
A jogalkotó az anaerob emésztéssel számol (más úgynevezett zöld vagy bioenergia- források mellett ), hogy teljesítse az éghajlattal és az energiával kapcsolatos francia és nemzetközi kötelezettségvállalásokat, az áramtermelés dekarbonizálását és a mezőgazdasági jövedelem stabilizálását.
2017-ben az FNSEA és a GRTgaz három közös fellépést javasolt a mezőgazdasági biometánnal kapcsolatban: a projektfinanszírozás előmozdítása, a mezőgazdasági termelők jobb támogatása és a K + F fejlesztése .
Kezdés 2018 (az 1 st február) a munkacsoport biogáz volt telepítve a kormány; Sébastien Lecornu államtitkár elnökletével és "hálózatmenedzserek, szakmai szövetségek, parlamenti képviselők, közösségek, környezetvédelmi egyesületek, banki intézmények, közintézmények és igazgatás" összefogásával: öt kis műszaki bizottságnak a 2018. évi mezőgazdasági kiállítás előtt el kell készítenie az operatív terv tervétFebruár 24-Március 4). Ennek a tervnek politikai vagy szabályozási megoldásokat kell javasolnia az ágazat fejlesztése érdekében már régóta fennálló problémákra (megvitatásra kerül: a szabályozás, a finanszírozás, a csatlakozás és a bioNGV egyszerűsítése ).
2018-ban Nicolas Hulot bejelentette a „ Megújuló energia felszabadításának tervét ” (Március 26), amelynek az ágazatra, különösen a mezőgazdaságra vonatkozó 15 támogatási javaslaton kell alapulnia, amelyet egy Sébastien Lecornu (államtitkár) által februárban indított munkacsoport tett: Segítségnyújtás és adminisztráció egyszerűsítése egyablakos ügyintézéssel a szabályozás vizsgálatára. akták, rövidebb vizsgálati idők (egy évről 6 hónapra), a környezetvédelemre besorolt létesítmények (ICPE) besorolására alkalmazandó küszöbérték napi 100 tonnára (ma 60 t / nap) emelése, hitelhez való hozzáférés ( mezőgazdasági anaerob lebontás + kiegészítő díjazás a kis létesítmények számára); Engedje meg az olyan keverékek keverékét, mint a szennyvíztisztító telepek iszapja és a biohulladék (ez a pont az FNSEA-nak "erős fenntartásokkal él ", előnyben részesítve a "szilárd szabályozásokat, amelyek garantálják a megbízható elterjedést, a minőségi élelmiszer-termelés garanciáját"; képzés (különösen a mezőgazdasági szereplők) az ágazat strukturálása és professzionalizálása érdekében.
Ennek tájékoztatnia kell a többéves energiaprogram (EPP) munkáját és a jövőbeli - 20202- es - ütemtervet az energiaátmenetről is. Az FNSEA "üdvözölte ezeket az előrelépéseket, kivéve a szennyvíziszap és a biohulladék keverékét". Úgy véli továbbá, hogy a termelőknek és a gazdálkodóknak meg kell engedni, hogy "évente és ne havonta határozzák meg maximális termelési kapacitásukat, és lehetőséget biztosítsanak számukra, hogy nagyobb láthatóságot biztosítsanak a biogáz-vásárlás 20 éven keresztüli szerződésével, szemben a mai 15 évvel".
A fenntartható ágazatok felé a területekenA metanizáláshoz szükséges biohulladék és mezőgazdasági hulladék gyakran diffúz, mennyiségük és minőségük a területtől és az évszakoktól függően változik. A biogáz visszanyerése nem nagyon szállítható, és nem illik jól az áramlás gondolatához (kivéve lokálisan a hulladéknak az anaerob emésztési egységbe történő szállítását, majd a biogázt a fogyasztási területekre).
Az anaerob lebontó egység létrehozása tehát betartja az ellátás (a hulladék vagy más „metanizálható” biomassza helyi elhelyezése, a gázhálózathoz való közelség) és a kereslet (a terület igénye a gázban, az áramban, az emésztett anyagokban ...) területi logikáját. .
A helyi szereplők politikai akarata lehetővé teszi ennek az ágazatnak a fejlesztését, amely a helyi fejlődés forrása lehet . Valójában a metanizálható termékek ellátási terve általában csak rövid és közepes szállítási távolságok mellett nyereséges. Az ágazat összeköti a szerves anyagokat szállító szereplőket azokkal, akik biogázt és emésztett anyagot fognak használni (a helyi önkormányzatoktól kezdve a gazdálkodókig vagy csoportjaikig, beleértve a gyártókat, a hulladékkezelő szektort a gyárépítőkig. Ez egy területi logikát feltételez az upstream irányban, a biogáz előállításához szükséges szerves szubsztrátok összegyűjtését, majd magát a folyamatot, majd a termékek átalakítását és végül azok értékelését.
Ez a területi logika fokozatosan érvényesül a rennes-i nagyvárosi területen az Irstea által vezetett számos projekt részeként . Az Akajoule és a Rennes Métropole céggel együttműködve a kutatók módszertant dolgoztak ki a metanizációs szektor „területi diagnosztizálására”. Lehetővé teszi az anaerob emésztési egységek létrehozásának legalkalmasabb forgatókönyveinek meghatározását, figyelembe véve a hulladék, az energia és a mezőgazdaság számára megállapított területi korlátokat és lehetőségeket. „Konkrétan, a terület georeferált információi (rendelkezésre álló források, a metanizálható hulladék gyűjtésének helye stb.) Alapján a matematikai modell meghatározza az öt azonosított kritérium közül (hulladékkezelés, energiatermelés, talajminőség, vízminőség, műtrágya) követelmény) az anaerob emésztés a legalkalmasabb ”. Ez az együttműködés lehetővé tette az első adatbázis létrehozását és a Rennes nagyvárosi terület metanizációs szektorának főtervének elkészítését. A projektek másik fontos része a környezeti hatások elemzésével (az életciklus-elemzés eszközeinek mozgósításával) és az anaerob emésztés kiépítésével kapcsolatos társadalmi-gazdasági hatásokkal foglalkozik. "Ez a munka lehetővé tette különösen az ágazatnak tulajdonítható hatások, például az anaerob emésztéshez felhasznált anyagok megterhelésének vagy a mezőgazdasági gyakorlatok változásának első felsorolását . "
2017-ben az ágazat több mint 1700 közvetlen munkahelyet jelentett. 2020-ig 15 ezret hozhat létre, ha a kormány által 2010-ben kitűzött célok megvalósulnak. Ezek a munkák szakképzettség kezdve munkás a bac 5 keresztül technikusok karbantartás.
Önkormányzati alkalmazásokFranciaország volt az első ország, amely megkezdte a háztartási hulladék metanizálását ( 1988- ban Amiensben, Valorga mellett ). 2002 óta más létesítményeket állítottak üzembe: Varennes-Jarcy, Le Robert (Martinique), Calais, Lille, Montpellier, Marseille és mintegy húsz másik tanulmányozás alatt vagy építés alatt áll Franciaország-szerte. Az eredetileg 2010-re tervezett, de elhalasztott romainville-i üzem közel 400 000 tonna háztartási hulladékot kezel.
Körülbelül harminc éven át a szilárd biomassza-hulladékot és / vagy egyes szennyvíziszapokat kezelő ipari létesítmények gazdasági jövedelmezőségüket bizonyították, miután állami támogatással indították őket.
Eredetüktől függően a nem a helyszínen válogatott hulladékot előkezelni és / vagy mechanikus utókezelésen kell átesni ( mechanikai-biológiai válogatás szétválasztással, válogatással, aprítással történő méretcsökkentéssel, méret szerinti szűréssel és / vagy pasztőrözéssel). Egyes egységek a forrásnál válogatott szerves anyagokból álló biohulladékot kezelik. Ez vonatkozik például a Lille vagy a Forbach telephelyekre .
Az ipari cégek ipari metanizációs megoldásokat alkalmaztak, különös tekintettel a metanizátorokra és a mechanikai-biológiai válogató rendszerekre. Franciaországban, Németországban, Svájcban, Svédországban, Spanyolországban stb.
A biogáztermelés az Európai Unió (EU) számos országában fejlődött azzal a kettős céllal, hogy megújuló energiát állítson elő és kezelje a szerves hulladékot. Elején XXI th században, a fejlesztés támaszkodik elsősorban az erős állami támogatás és a célzott felhasználása növények bocsátani a villamosenergia keresztül kapcsolt energiatermelés . 2020-ban tendencia van az állami támogatás csökkentésére, amely hangsúlyozza a hulladékok vagy a köztes növények hasznosítását és a biometánban történő hasznosítás felé hajlik .
A Németországban és az Egyesült Királyságban a úttörői a biogáz-ágazat; ez utóbbi 1992-ben a világ első erőművét telepíti az egykori RAF Eye légibázis helyére . Más országokban speciális biogáz-programok és politikák vannak, mint például Spanyolország, Olaszország, Dánia, Hollandia, Svédország, Lengyelország, Svájc és Ausztria. A 2000-es évek óta az EU a biogáz fő termelője lett - megelőzve az Egyesült Államokat - a világ termelésének több mint felével. Valójában a biogáz európai szintű fejlődését bizonyos országok azon vágya érte el, hogy az 1997-es fehér könyvnek köszönhetően stratégiát és közösségi cselekvési tervet dolgozzanak ki a megújuló energiák területén. A biogáz előállítása megfelel az EU által kitűzött egyéb céloknak is:
Németországban az ágazat a 2000-es évek erős politikai támogatásának köszönhetően fejlődött ki, különösen nagy energianövényekkel ellátott egységek formájában, mint például a kukorica . A támogatási korlátozások következtében a mezőgazdasági hulladékokkal rövidzárlatban működő kis egységek ismét megjelennek. Az energiatermelés rugalmasságának növelése lehetővé tenné az energianövényként felhasznált kukorica mennyiségének és a környezeti externáliák csökkentését az állattenyésztési régiókban, de nagyon költséges lenne a támogatásokban ( vételár ), ha ez a termelés mennyiségének csökkentésével járna . névleges üzemmódban előállított biogáz.
A Svájcban , anaerob eszközök 2% -a gáz fogyasztott 2019-ben, és az ágazatban a célt tűzte ki a 30% -át „meleg” fogyasztása egyének (tehát kivéve ipar és közlekedés) 2030.
Az Egyesült Államokban nincs szövetségi politika a biogáz termelésének támogatására , ami késlelteti a fejlődést Európához képest. A 2007–2008-as években, amikor az olaj ára magas volt, kis telepítési hullámot hajtottak végre, de ezek nem teljesítettek túl jól.
A 2010-es évek végén több állam, például Kalifornia, ösztönözte a létesítmények építését azzal, hogy a megújuló energiákra vonatkozó küszöbértékeket szabott meg az energiaszolgáltatók ellátásában, ami újjáélesztette a projekteket, „akár 50-ig vagy 100-ig 2019-ben”. A bemenetek anaerob az amerikai rothasztókban lényegében pazarolja : szarvasmarha és sertés trágya , ételmaradékok, szennyvíztisztító üzem iszap .
Az 1960-as évek óta Kína olyan programokat dolgozott ki, amelyek emésztőket építenek a vidéki területeken , beleértve a gazdák képzését a metanizátorok kezelésében. Egy 2008-as becslés szerint több mint 30 millió emésztő biztosítja az ország teljes energiájának 1,2% -át. Dél-Ázsiában exportálja technológiáit a kisüzemi emésztőkhöz. A nagyobb és centralizáltabb egységek felé történő evolúció a 2010-es években zajlott.
Számos kutatási program foglalkozik az anaerob emésztéssel, az anaerob emésztéstől (például a járási szinten) az ipari léptékig, beleértve az enzimek szerepét is; a száraz út, a vastag út és a folyadék útjának, illetve a reaktorba történő folyamatos vagy szakaszos betáplálás reológiája , előnyei és hátrányai; még hatékonyabb baktériumtörzsek keresése; az emésztett anyagok visszanyerése, a szagok mérése és ellenőrzése, a munkavállalók egészsége stb.
Azokban az országokban (például Franciaországban), ahol az anaerob emésztés nem versenyezhet az emberi vagy állati takarmánnyal, erőfeszítéseket tesznek különösen az inputok diverzifikálására (pl .: útszéli kaszáló termékek); segíteni az üzemeltetőket abban, hogy jobban kezeljék a kapott inputok változatosságát és szezonalitását, finomítva a metanizáló kezelési eszközeit (monitorozás) és az input bevételeket. Franciaországban a CARMEN kutatási projekt célja az anaerob emésztési folyamat javítása és ezért annak jobb megértése (pl. A bemenetek elkészítésének szerepe, a bioreaktor feltöltésének módszere (rétegekben vagy keverékben), lehetséges adalékanyagok (pl. Pufferoláshoz) a kaszálási termékek vagy a fűnyírások savasító hatása), a mikro szennyező anyagok és egyéb inhibitorok, a baktériumok esetleges alkalmazkodási képessége ...). De más kutatások az ágazat upstream (CIVE, a mezőgazdasági hulladék előkezelése, a trágya kezelésének ellenőrzése stb.) És a downstream (a biogáz és a biometán tisztító és égető rendszereinek javítása; a CLIMIBIO projekt részeként) példa). A száraz folyamatban, különösen nagyon különböző bemenetek együttemésztése esetén, az emésztés optimalizálása érdekében igyekszünk jobban megérteni és szabályozni a reaktorban a vízátadásokat és a recirkulációt.
A létesítmény közelében lakók gyakran szagproblémáktól tartanak, amelyek a szagtalan biogáz tekintetében nem indokoltak . Az emésztett anyag elterjedése szintén kevésbé szagos, mint a nyers iszapé , a szén jelentős része metánné alakul. A transzformált nitrogén azonban, jóllehet a növények jobban asszimilálódnak, mégis kimosódással kimosódhatnak, és illékonyabbak is. A létesítmények ellátására szolgáló hulladékok körforgása szintén kritika tárgyát képezi. A projektek vitatása néha az infrastruktúra elutasításának része, amelyet az ipari világ vagy a hatóságok "kényszerítenek".
Franciaországban a dedikált energianövények német modelljét elutasítják, mivel versenyben áll az elsődleges vagy másodlagos élelmiszer-növényekkel (az állatok takarmányozása céljából).