Les procédés de gazéification : leviers d'un mix énergétique renouvelable et bas carbone

La pyrogazéification consiste à chauffer des déchets organiques à des températures très élevées, entre 800 et 1500°C, et en absence ou défaut d’oxygène. Ce processus permet de les transformer en gaz en deux étapes :

1. la pyrolyse décompose la matière en trois phases : solide, liquide et gazeuse ;

2. la gazéification, par ajout de petites quantités d’air, d’oxygène, d’eau ou de gaz carbonique, transforme les phases solide et liquide en gaz de synthèse (syngas).

_{*Source : Panorama des gaz renouvelables 2023 publié en avril 2024}

Pour quelle typologie d’intrants ?

La pyrogazéification permet de valoriser une grande variété de déchets secs, généralement destinés à l’enfouissement ou l’incinération, issus de la sylviculture, de l'agriculture, de l'industrie ou des activités des collectivités territoriales :

• Bois : résidus forestiers et d'industrie du bois, résidus de liège, etc.

• Déchets verts : branches, tailles et fraction ligneuse, etc.

• Résidus de cultures lignocellulosiques : pailles, cannes, sarments de vigne, etc.

• Déchets de bois non dangereux : emballage, palettes, déchets d’ameublement, etc.

• Déchets non recyclables : plastiques non recyclables, pneus usagés, etc.

• Combustibles Solides de Récupération (CSR) : refus de tri bois, cartons, plastiques, etc.

Les perspectives de développement

En 2022, un Appel à Manifestation d’Intérêt (AMI) a mis en évidence une filière française de la pyrogazéification prête à s’industrialiser : 49 projets ont été recensés, avec une capacité de production de gaz cumulée évaluée à 4,1 TWh/an, équivalant à la consommation de plus de 900 000 logements neufs.

À l’horizon 2030, le bilan prévisionnel basé sur les ambitions des plans régionaux (SRADDET et études spécifiques) montre que la pyrogazéification pourrait valoriser près de 3 millions de tonnes de déchets par an, permettant l’injection annuelle de 6 TWh de gaz dans les réseaux et la réduction d’émissions d’environ 1 million de tonnes de CO₂.

La gazéification hydrothermale valorise les déchets organiques humides, seuls ou en mélange, grâce à la combinaison de hautes températures, entre 360 à 700°C, et de hautes pressions, de 210 à 350 bar. Le procédé génère un gaz riche en méthane et en hydrogène. Il permet aussi de séparer et de récupérer des métaux, des minéraux (phosphore, potassium, etc.) et de l’azote valorisables notamment en fertilisants pour l’agriculture mais également de l’eau claire, potable ou pour l’irrigation.

_{*Source : Panorama des gaz renouvelables 2023 publié en avril 2024}

Pour quelle typologie d’intrants ?

De très nombreux déchets humides, provenant d'activités industrielles, urbaines ou agricoles, peuvent être traités par gazéification hydrothermale :

• Boues : dragage, stations d’épuration urbaines et industrielles

• Résidus agroalimentaires : coproduits laitiers, fabrication du sucre, fruits et légumes, etc.

• Résidus pharmaceutiques

• Déchets organiques urbains

• Déchets et effluents agricoles : molasses, vinasses, etc.

• Digestats de méthanisation non épandables

Les perspectives de développement

En 2024, le groupe de travail national Gazéification Hydrothermale appuyé par le Comité Stratégique de Filière « Nouveaux Systèmes Énergétiques » a lancé un Appel à Manifestation d’Intérêt (AMI) afin de recenser les projets et l’intérêt des porteurs de projets pour cette technologie, puis de consolider et partager une vision de la filière auprès des pouvoirs publics et des parties prenantes.

Le démarrage des premiers pilotes industriels  permettra de confirmer la pertinence de la technologie, avant un déploiement plus massif en vue d’une industrialisation d’ici 2027. Le potentiel de production de méthane de synthèse injectable dans le réseau est estimé à 2 TWh/an en 2030 et à 12 TWh/an en 2035. D’ici 2050, la filière devrait pouvoir produire 50 TWh/an de gaz renouvelable et bas carbone.

En traitant localement de nombreuses typologies de déchets, pas ou peu valorisées, la pyrogazéification et la gazéification hydrothermale s’inscrivent dans une dynamique d’économie circulaire et de transition énergétique.

Le gaz renouvelable et bas carbone obtenu localement pourra être injecté dans le réseau de transport de gaz pour les usages du territoire :

• les besoins domestiques : chauffage, eau chaude et cuisson ;

• la mobilité : GNV et bioGNV ;

• l'industrie : énergie et matière première ;

• et pourra également être stocké ;

• ou converti en chaleur et en électricité.

Ces deux procédés de gazéification constituent des process respectant la priorisation réglementaire de valorisation énergétique, substitutifs à l'incinération et l'enfouissement, et soutiennent la décarbonation des usages en renforçant la souveraineté énergétique des territoires et en multipliant les ressources renouvelables.

Un exemple de synergie est l’association d’une unité de méthanisation et d’une unité de gazéification hydrothermale afin de traiter le CO₂ biogénique généré ainsi que le digestat qui ne pourrait être valorisé par épandage par risque de saturation des terres.

Par ailleurs, ces procédés impliquent une grande diversité d’acteurs : industriels, collectivités locales et leurs syndicats de déchets et de traitement d’eaux usées, entreprises de l’environnement et du traitement des déchets, agriculteurs et acteurs du monde de l’énergie.

Vous développez un projet de pyrogazéification ou de gazéification hydrothermale ? Ou vous souhaitez simplement en savoir plus ? Nous pouvons vous répondre et vous accompagner afin d’assurer la compatibilité et injecter ce nouveau gaz dans notre réseau.

Patrice Couget
Chargé de développement territoires
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