Étude-Action Pour Le Développement De La Méthanisation Territoriale Pays Du Bocage Ornais

Étude-action pour le développement de la méthanisation territoriale Pays du Bocage ornais

SOLAGRO Jérémie PRIAROLLO Claire CARBONNEL [email protected] [email protected] Une étude/action

COSUIV 1 22 avril 2016

Phase 1 et 2 Inventaires Cartographie croisée Scénarios

COPIL 1 28 juin 2016

Phase 3 Dimensionnement

COPIL 2 COSUIV 2 7 septembre 2016

Phase 4 Analyse comparative Communication Identification des MOA 18 novembre 2016 COPIL 3 COSUIV 3 2 2 Unités de méthanisation existantes et en projet

Messei Projet agricole collectif, 284 Nm3 CH4/h (GRT) Ressources totales : 68 500 t MB/an dont 13 900 tMB/an de matières non agricoles (marc de pommes, boues, rebus fabrication alimentaire, issues de céréales) Collecteur : Terralys Vient de passer l’enquête publique

Projets individuels avec ressources agricoles (> 150 kWe) : Magny le Désert, 195kWe, en service Ceaucé, 195kWe, en service La Chapelle d’Andaine, 250kWe, construction Sept-Forges, 250kWe, PC délivré Champsecret, 180 kWe, PC délivré St Bomer les Forges, 220kWe, PC instruction

3 3 Projet Methan’agri à Messei

• Collectif d’agriculteurs • 25 exploitations • Injection sur le réseau GRTgaz • ~280 Nm3/h de biométhane • Ressources agricoles collectées dans un rayon de 7km en moyenne • Stade du projet : enquête publique 9/05 au 10/06/16

4 4 Projet du SIRTOM de Flers Condé

• Projet de méthanisation de la Fraction fermentescibles des OM • L’installation prévoit : • un Tri Mécano Biologique (TMB) • une unité de méthanisation • une plateforme de compostage • En entrée du TMB : FFOM 18 000 à 22 000 t/an • 10 000 t de déchets verts collectés par an, une partie sera directement composté et une partie méthanisée avant compostage • En entrée du méthaniseur : 9 000 à 11 000 t/an

5 5 Les enjeux d’un projet méthanisation

6 Les enjeux d’une démarche méthanisation territoriale

Biodéchets collectivités Valorisation énergétique et organique de Déchets déchets agroindustriels Biogaz

Production d’énergie renouvelable

Lisier Fumier CIVE*, paille

Digestat

Retour au sol d’un fertilisant Optimisation de la organique gestion des engrais de ferme

* CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique 7 7 La méthanisation : principe

Substrat Méthanisation

40% à 80% de la Biogaz = CH4+CO2+ H2S matière organique Matière dégradée organique Matière organique peu dégradable

Matière Matière inerte Digestat inerte

Eau Eau

8 8 Débouchés pour le digestat

Eleveurs

Lisier Céréaliers Fumier

Menues pailles, CIVE

Digestat solide Digestat liquide Digestat en excédent

Déchets agroindustriels et municipaux

Agro-industries et collectivités

9 9 Compositions de digestat brut

Année 2009 2010 2009 2007 2015 Analyses (% ou kg/t) GAEC Oudet GAEC Forget GAEC Beets Saugealles BioVilleneuvois Matière sèche 6,7 9,1 6,9 13,7 3,8 pH 7,9 8,1 7,9 7,4 7,7 Matière organique 4,8 6,4 5,1 10,3 2,6 Azote total 5,6 5,3 3,9 2,9 4,0

Azote NH4 2,6 3,1 2,4 1,2 2,3 P2O5 1,9 1,5 1,8 1,3 2,5 K2O 4,7 5,0 4,3 4,2 2,0 CaO 3,1 2,2 2,3 2,9 MgO 0,6 0,8 1,0 0,4 0,8

Part N NH4/ N tot 46% 58% 64% 42% 57%

Source : Analyses de digestat obtenues auprès des exploitants Analyses (% ou kg/t) Moyenne Matière sèche 7,9 pH 7,8 Matière organique 5,8 Azote total 4,4

Azote NH4 2,3

P2O5 2,0

K2O 4,1 CaO 2,6 MgO 0,8

Part N NH4/ N tot 53%

10 10 Illustration sur le GAEC Beets

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Aoû Sep Oct Nov Déc

Colza <15 30 m3

Triticale <15 20 m3

Orge d'hiver <15 20 m3

Blé tendre <15 20 m3 30 m3

Graminées biogaz <15 30 m3 25 m3 >15

Maïs ensilage <15 20 m3 30 m3 >15

Maïs grain <15 20 m3 30 m3 >15

Sorgho <15 30 t 30 m3 >15

Prairies > 6 mois 30 t

30 m3 digestat brut Epandage autorisé 30 m3 digestat liquide Epandage sous conditions 30 t digestat solide <15 Epandage interdit jusqu'au 15 sept. >15 Epandage interdit après le 15 sept.

Ø Nécessité de stockage pour utiliser au mieux les propriétés du digestat

11 11 Systèmes d’épandage de matières liquides

L’épandage du digestat peut être réalisé selon des techniques similaires à l’épandage d’effluents d’élevage (lisiers et fumiers) ou d’amendements organiques (compost).

2 €/m3

3 €/m3 Rampe à buse Buse palee Limiter la volatilisation de NH3

Injecteurs

Rampe à pendillard

12 12 Systèmes d’épandage de matières liquides

Epandage sans tonne

Quadr@Fer

13 13 Epandage de matières solides

Epandeur à fumier Hérissons horizontaux

Assurer une réparon homogène

Hérissons vercaux Hérisson + table d’épandage ou porte guillone

14 14 Synthèse

• Un pilotage plus précis et plus efficace de la fertilisation • Maintien du potentiel humique • Amélioration de l’effet azote • Un pH plus basique • Produit plus fluide et plus homogène

• Un produit final désodorisé • Dégradation de la matière organique la plus fermentescible

• Un impact sur les pathogènes et les adventices • Température 37°C homogène, pendant plusieurs jours • Élimination de germes pathogènes (Salmonelles par ex.) • Réduction des graines d’adventices (Géranium, brome, vulpin, rumex, ambroisie) 15 15 Proposition de scénarios de projets de méthanisation

16 Cartographie de la ressource méthanisable (Energie) Carte 2 : Ressources organiques par communes, en énergie

Ressources organiques MWh / an 16 000 8 000 Athis-de-l'Orne (siège) Tinchebray (siège) 1 600

Déjections Cultures (CIVE & résidus) IAA Flers (siège) FFOM Biodéchets (GMS & RHF) Boues STEP Déchets verts Bellou-en-Houlme

Lonlay-l'Abbaye

MWh/ Nm3 CH4/ kWe an h éq. Magny-le-Désert (siège) 1 600 - 80 Domfront (siège) 8 000 100 400 Mantilly 16 000 200 800

Source : Recensement agricole 2010, GRDF, collectivités

Ceaucé 1315_carto v2.wor Réalisation : Solagro, Juin 2016

0 10,00 kilomètres 17 17 Échelle : 1:293 300 Cartographie du potentiel de valorisation du biogaz Carte 4 : Débouchés énergétiques

Consommation de chaleur

Importante Athis-de-l'Orne (siège) Tinchebray (siège) Moyenne Faible

Communes desservies en gaz Présence (17) FlersFlers (siège) Absence (115)

Bellou-en-Houlme

Lonlay-l'Abbaye

Magny-le-Désert (siège)

La Ferté Domfront (siège) Macé

Mantilly

Source : Recensement agricole 2010, GRDF, collectivités

Ceaucé 1315_carto v2.wor Réalisation : Solagro, Juin 2016

0 10,00

kilomètres Échelle : 1:293 300 18 18 Croisement des cartographies ressources et débouchés

ScénarioCarte 5 : 1Ressources organiquesScénario 1biset débouchés énergétiquesScénario 2 Projet collectif Projet collectif Petit collectif 31 000 t MB/an 20 000 t MB/an ou individuel Injection 115 Nm3/h Injection 75 Nm3/h 8 000 t MB/an Consommation de chaleur Cogénération 105kWe Importante Athis-de-l'Orne (siège) Tinchebray (siège) Moyenne Faible

Communes desservies en gaz Présence (17) FlersFlers (siège) Absence (115)

Ressources organiques Equivalent (100%) : MWh / an Messei Bellou-en-Houlme 12 700 à 15 900 (2) < 800 kW 9 600 à 12 700 (4) < 630 kW 6 500 à 9 600 (10) < 480 kW Lonlay-l'Abbaye 3 400 à 6 500 (15) < 325 kW 300 à 3 400 (101) 15 à 170 kW

Magny-le-Désert (siège)

La Ferté Domfront (siège) Macé Scénario 4 Mantilly Projet collectif 18 000 t MB/an Injection 65 Nm3/h

Source : Recensement agricole 2010, GRDF, collectivités Scénario 3 CeaucéProjet collectif 1315_carto v2.wor 17 000 t MB/an Réalisation : Solagro, Juin 2016 0 10,00

kilomètres Cogénération 250 kWe Échelle : 1:293 300 19 19 Hypothèses retenues

Ressources Commentaires Fumiers, CIVE et 25% à 30% de mobilisation menues paille Lisiers 12,5% de mobilisation pour limiter les coûts de transport (Sc 3 : 25%) Biodéchets - Pas de biodéchets car le projet du SIRTOM méthanisera les biodéchets sur le territoire de Flers Agglo et La Ferté Macé - Pour les projets agricoles : le tonnage de biodéchets est faible et ne justifie pas la création d’une filière de prétraitement par hygiénisation en amont de la méthanisation Déchets verts Déchets verts : capté par le projet du SIRTOM (Sc 1, 1bis et 4) Boues d’épuration Pas de boues d’épuration car filière épandage pérenne (sauf Sc 4) Déchets IAA Pas de déchets d’IAA, filières existantes pérennes Issues de silos Très peu d’issues de silos disponibles, non inclus aux scénarios Compléments - Graisses (représente 40 t/an sur Flers Agglo) potentiels - Matières de vidange (contient des inertes, risque colmatages et inhibitions) - Tontes (bords de routes) Ressources retenues à Fumiers, Lisiers, CIVE, Menues paille, déchets verts et boues 20 20 Scénario 1, collectif injection Flers-Tinchebray

Projet collectif, injection 115 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 7km / 3km pour les lisiers Landisacq situé à 7km de Tinchebray et Flers

Communes : Athis de l’Orne, Caligny, La Carneille, Cerisy, Chanu, Flers, Frênes, La Lande Patry, Landisacq, St Cornier des Landes, St Paul, Tinchebray

Ressources retenues dans le scénario

Intrants Tonnage (t/an) % (t MB)

Fumiers 21 200 68%

Lisiers 5 600 18%

CIVE 4 200 14%

Menues paille 90 0,3% TOTAL 31 090

Sur ces communes : 254 exploitations agricoles

21 21 Scénario 1bis, collectif injection Flers

Projet collectif, injection 75 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 5km / 3km pour les lisiers

Communes : Athis de l’Orne, Berjou, Caligny, La Carneille, Cerisy, Flers, La Lande Patry, La Lande St Siméon, St Paul, St Pierre du Regard

Ressources retenues dans le scénario :

Intrants Tonnage (t/an) % (t MB) Fumiers 13 870 69% Lisiers 3 760 19% CIVE 2 450 12% Menues paille 80 0,4% TOTAL 20 160

Sur ces communes : 170 exploitations agricoles

22 22 Réseau GRDF

Tinchebray

Flers

23 23 Scénario 2, portage individuel agricole Nord est du Pays du Bocage

Projet agricole, portage individuel, cogénération 105kWe Rayon de 5km autour de l’exploitation 3km pour les lisiers

Valorisation de la chaleur Chauffage de bâtiments : agricoles ou tertiaires Séchage de produits agricoles : fourrage, bois

Ressources retenues dans le scénario (mobilisé 25% pour toutes)

Intrants Tonnage % (t/an) (tonnage) Fumiers 4 700 59%

Lisiers 2 500 32%

CIVE 700 9%

TOTAL 7 900

Communes : Giel-Courteilles, La Fresnaye-au-Sauvage, Ménil-Goudouin, Ménil-Jean, Putanges-Pont-Ecrepin (58 exploitations)

24 24 Synthèse technique

Sc. 1 Sc. 1bis Sc. 2

Ressources 31 090 21 160 7 900 (t MB/an)

ICPE Autorisation Enregistrement Déclaration

Puissance / débit 115 Nm3CH4/h 75 Nm3CH4/h 105 kWe

Technologie Voie liquide Voie liquide Voie liquide

Valorisation biogaz injection injection cogénération

25 25 Synthèse économique

Sc. 1 Sc. 1bis Sc. 2

Ressources 31 090 21 160 7 900 (t MB/an)

Puissance / débit 115 Nm3CH4/h 75 Nm3CH4/h 105 kWe

Investissement (k€) 5 295 k€ 3 925 k€ 1 439 k€

Charges (k€) 706 k€ 492 k€ 117 k€

Recettes (k€) 1 166 k€ 799 k€ 217 k€

EBE (k€) 460 k€ 308 k€ 100 k€

26 26 Détail des charges et recettes

• Charges • Exploitation • Conduite unité de méthanisation • Assistance technique • Assurances (équipements, pertes d’exploitation) • Suivi plan d’épandage • Consommables (Electricité, eau) • Entretien • Maintenance équipements (P2) • Gros entretien (P3) • Logistique • Collecte intrants • Collecte lisier avec retour digestat liquide • Collecte fumier avec retour digestat solide • Retour liquide vers fournisseurs fumiers • Intrants (achat/coût production matières, ensilage matières)

• Recettes • Vente d’énergie (biométhane, électricité, chaleur) • Redevances de traitement matières 27 27 Synthèse financière

Sc. 1 Sc. 1bis Sc. 2

Ressources 31 090 21 160 7 900 (t MB/an)

Puissance / débit 115 Nm3CH4/h 75 Nm3CH4/h 105 kWe

TRB (ans) – hors 11 ans 12 ans 13 ans subvention

TRI (%) – hors sub. 4,5% 3% 4,5%

TRB (ans) – 30% sub. 8 ans 9 ans 10 ans

TRI (%) – 30% sub. 8,7% 7% 7,9%

TRB : Temps de retour brut = Investissement/EBE TRI : Taux de rendement interne

Taux de subvention pour 30% ~40% ~40% TRB = 8 ans

Note : hors optimisation possible sur les investissements (réutilisation de stockages existants) 28 28 Scénario 3, collectif cogénération Bocage sud ouest

Projet collectif, cogénération 250kWe Rayon de collecte : 3km pour les lisiers / autres : 5km Communes du scénario (117 exploitations) :  Domfront, La haute Chapelle, Lucé et Torchamp  Scénario duplicable sur d’autres communes

Valorisation de la chaleur Chauffage de bâtiments : agricoles ou tertiaires Séchage de produits agricoles : fourrage, bois

Ressources retenues dans le scénario : Intrants Tonnage (t/an) % (t MB) Fumiers 12 350 73% Lisiers 3 180 19% CIVE 1 080 6% Menues paille 30 0,2% Déchets verts 330 2%

TOTAL 16 970

29 29 Scénario 4, collectif injection La Ferté Macé / Magny le Désert

Projet collectif, injection 65 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 3km pour les lisiers / autres : 5km

Communes du scénario (92 exploitations) : La Ferté Macé, Joué du Bois, Magny le Désert, St Patrice du Désert

Ressources retenues dans le scénario :

Intrants Tonnage (t/an) % (t MB)

Fumiers 11 670 75%

Lisiers 3 300 13%

CIVE 2 570 10%

Menues paille 30 0,1%

Boues d’épuration 700 3%

TOTAL 18 270

30 30 Réseau GRDF

31 31 Synthèse technique

Sc. 3 Sc. 4

Ressources 16 970 18 290 (t MB/an)

ICPE Enregistrement Autorisation

Puissance / débit 250 kWe 65 Nm3CH4/h

Technologie Voie liquide Voie liquide

Valorisation biogaz cogénération injection

32 32 Synthèse économique

Sc. 3 Sc. 4

Ressources 16 970 18 290 (t MB/an)

Puissance / débit 250 kWe 65 Nm3CH4/h

Investissement (k€) 2 729 k€ 3 669 k€

Charges (k€) 286 k€ 500 k€

Recettes (k€) 464 k€ 787 k€

EBE (k€) 178 k€ 286 k€

33 33 Détail des charges et recettes

• Recettes • Vente d’énergie (biométhane, électricité, chaleur) • Redevances de traitement matières 34 34 Synthèse financière

Sc. 3 Sc. 4

Ressources 16 970 18 290 (t MB/an)

Puissance / débit 250 kWe 65 Nm3CH4/h

TRB (ans) – hors subvention 15 ans 13 ans

TRI (%) – hors sub. 3,3% 2,3%

TRB (ans) – 30% sub. 11 ans 10 ans

TRI (%) – 30% sub. 6,6% 6,3%

TRB : Temps de retour brut = Investissement/EBE TRI : Taux de rendement interne

Taux de subvention pour TRB = 8 ans ~50% ~40%

Note : hors optimisation possible sur les investissements (réutilisation de stockages existants)

35 35 Analyse économique d’un projet de méthanisation, en voie liquide, avec injection de biométhane sur le réseau

AgriBioMéthane

36 Un exemple : Agribiométhane

• Agribiométhane – Mortagne sur sèvre – Vendée • 4 exploitations agricoles • 2 exploitations laitière • 1 exploitation porcine • 1 élevage avicole + exploitation laitière • Total : 640 ha

• Mise en service : début 2014

• Valorisation biogaz: injection sur le réseau de distribution • Réseau à 500 m du site d’implantation

• Economie • Investissements : 3,4 M€ • Subventions : 25% (Ademe et Région)

37 37 Un exemple : Agribiométhane

Sous produits et déchets lisiers et fumiers : de l’industrie agroalimentaire : 14 900 t/an 6050 t/an

Digestat liquide: 17 000 t

Digestat solide : 1500 t Évacués : site de compostage

Biogaz : 1 000 000 m3 épurés puis injectés sur le réseau

38 38 Analyse économique

avec 25% de subvenons 80 Nm3 CH4/h Invesssement (k€) 3 400 Charges d'exploitaon esmées 350 Recees esmées 704 EBE 354 Annuités 230

Résultat annuel 125

TRB 7,2

39 39 Et maintenant…

• Animation d’un groupe projet

• Structures d’accompagnement

• Déroulement d’un projet de méthanisation

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