le 30/08/2023
Face aux fortes ambitions du gouvernement français en matière de transition énergétique, la production de gaz vert tend à occuper une place de plus en plus importante au sein du mix énergétique. Contrairement au gaz naturel, qui est une énergie fossile, le gaz vert est une énergie renouvelable. Découvrez les différents procédés de fabrication du gaz vert et les perspectives de cette activité.
La production de gaz vert : une source d’indépendance pour la France
Selon le SDES (Service des données et études statistiques), depuis 1973, la France a vu ses importations de gaz naturel augmenter année après année, exception faite de 2020. Cette année-là, l’hexagone a importé 534 TWh PCS (1 TWh PCS = 1 milliard de kWh en pouvoir calorifique supérieur). 36% des importations provenaient de Norvège, 17% de Russie, 8% d’Algérie, 8% des Pays-Bas, 7% du Nigéria et 2% du Qatar. Les derniers 22% des importations proviennent de nombreux autres pays. En parallèle, la production de gaz naturelle en France est presque anecdotique : 2,4 TWh PCS en 2020.
Ces chiffrent traduisent une réelle dépendance de l’hexagone par rapport au gaz naturel. Or, cette dépendance énergétique incarne une faiblesse pour le pays, la guerre entre l’Ukraine et la Russie, l’ayant notamment mis en exergue.
Dans ce contexte, la production de gaz vert sur le territoire français représente une source d’indépendance pour la France et donc de sécurité énergétique.
Quelques précisions sur la terminologie
Il existe parfois une certaine confusion entre les termes « gaz vert », « production de gaz vert » « biogaz », « biométhane », etc. Retenez alors que les « gaz verts » regroupent en réalité tous les gaz issus de sources renouvelables. Cela inclut notamment le biométhane (aussi appelé biogaz), et l’hydrogène vert.
Quant au gaz naturel, il s’agit d’une énergie fossile provenant de la nature et extraite selon différentes méthodes selon la géologie.
Production de biométhane : une alternative au gaz naturel
Le biogaz possède des caractéristiques similaires au gaz naturel. Ainsi, ce gaz vert peut être injecté dans le réseau de distribution de gaz pour servir au chauffage des ménages, à la production d’eau chaude ou encore à la cuisine. La production de biométhane peut aussi servir de carburant (BioGNV). Comparé au gaz naturel, la production de biogaz émet cependant 10 fois moins de gaz à effet de serre (23 g équivalentCO2/kWh contre 243 g équivalentCO2/kWh).
A fin 2022, la France compte environ 1 500 unités de production de biogaz. Et ce nombre ne cesse d’augmenter.
L’hydrogène d’origine renouvelable : de nombreuses applications dans le secteur industriel
Actuellement, de nombreuses industries se servent de l’hydrogène d’origine fossile pour leurs procédés de fabrication. Cela inclut notamment l’industrie automobile, les industries du verre et du papier ou encore l’industrie des pâtes alimentaires… L’hydrogène vert a donc un fort potentiel de décarbonation de l’industrie. De même, cette production de gaz vert pourrait servir de carburant pour les flottes ayant besoin d’une grande autonomie : avions, trains, navires, poids lourds, etc.
Via le Plan Hydrogène, le gouvernement fixe des objectifs ambitieux pour ce gaz vert. En 2030, l’hydrogène vert devra notamment représenter 52% de la production d’hydrogène en France. Et en 2050, celui-ci devra couvrir 20% de la demande française totale. Cela permettrait alors d’éviter 6 M de tonnes par an de CO2 en France.
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Plusieurs procédés de production de gaz vert
La production de gaz vert peut se faire par divers procédés : la méthanisation, la pyrogazéification, la gazéification thermale, l’électrolyse de l’eau, le vaporeformage de gaz renouvelable. Apportons quelques explications sur chaque procédé.
La méthanisation
Le principe de la méthanisation s’avère relativement simple : utiliser certains déchets pour la production de biogaz. En l’occurrence, les déchets agricoles représentent 80% des déchets méthanisés. Parmi ceux-ci, nous retrouvons les résidus de culture comme les résidus de maïs, de céréales ou encore le tourteau de colza (résidus solides de l’extraction de l’huile des graines ou des fruits oléagineux) et les déjections animales tel le lisier de bovin ou de porcin. En parallèle, ce procédé de production de gaz vert utilise certains déchets industriels : déchets ménagers, biodéchets, etc.
Les étapes de la méthanisation
Une fois collectés, les déchets sont amenés sur le site de méthanisation. Sur place, les déchets sont triés et préparés avant d’entrer dans le méthaniseur. Ces derniers sont alors mélangés et chauffés afin d’obtenir biogaz et digestat.
Le biogaz étant parfaitement inodore, une phase d’odorisation s’ensuit, l’objectif étant de pouvoir détecter à l’odeur une éventuelle fuite de gaz dans les maisons. Puis, le biogaz est contrôlé avant d’être injecté à l’intérieur des réseaux de transport de distribution. Enfin, le digestat pourra servir d’engrais naturel pour l’agriculture.
La pyrogazéification
La pyrogazéification constitue un deuxième procédé permettant la production de gaz vert, une énergie renouvelable favorable à la transition énergétique. Ce procédé se découpe en deux étapes : une phase de pyrolyse suivie d’une phase de gazéification. A travers ce processus, des matières organiques (déchets et/ou biomasse) sont transformées en gaz de synthèse (méthane, hydrogène et carbone).
Lors de la phase de pyrolyse, la matière carbonée se voit chauffée, en l’absence d’oxygène, à une température comprise entre 400 et 1500°C. Il en résulte une phase solide (charbon, char ou coke), une phase liquide (huile de pyrolyse) et une phase gazeuse combustible (gaz de synthèse ou syngaz).
Puis, la gazéification permet de transformer la phase liquide et la phase solide également en gaz de synthèse. Pour ce faire, un agent oxydant, en faible quantité, s’avère nécessaire.
La gazéification thermale
La gazéification thermale représente un nouveau procédé de production de gaz vert, permettant la valorisation des déchets humides : digestats provenant de la méthanisation, boues issues des stations d’épuration, effluents agricoles, effluents organiques industriels et déchets organiques humides urbains.
En étant soumis à une haute pression (210 à 350 bars) et une haute température (360 à 700°C), les déchets sont transformés en un gaz de synthèse riche en méthane (40 à 70%), en hydrogène (5 à 30%) et en gaz carbonique (20 à 30%), la composition précise du gaz dépendant de plusieurs paramètres : la biomasse, le procédé utilisé (avec ou sans catalyse intégrée), le fonctionnement opérationnel. En parallèle, ce procédé est capable de récupérer la quasi-totalité du contenu initial de l’intrant en métaux, en eaux, en sels minéraux et azote, celui-ci pouvant se convertir en fertilisant biogénique.
Ce procédé a ainsi l’avantage de produire très peu de déchets ultimes. De même, celui-ci permet le développement d’une économie circulaire vertueuse. Ensuite, cette technologie ne produit aucun polluant atmosphérique. Quant aux nuisances sonores et olfactives, elles s’avèrent relativement faibles. Enfin, ce procédé de production de gaz vert offre un rendement énergétique élevé de 70 à 90%.
L’électrolyse de l’eau
La production de gaz vert peut provenir d’un autre procédé : l’électrolyse de l’eau. Le principe consiste à soumettre la molécule d’eau à un courant électrique à l’aide d’électrodes afin de séparer l’hydrogène de l’oxygène qui la composent.
Cette technologie a l’avantage d’obtenir de l’hydrogène et de n’émettre aucun CO2. Son impact environnemental dépend toutefois de la manière dont l’électricité servant à l’électrolyse a été produite. Dans l’éventualité où l’électricité provient d’une source renouvelable (éoliennes, panneaux photovoltaïques) ou bas carbone (nucléaire), alors la production d’hydrogène n’émettra pas ou peu de CO2.
Le vaporeformage de gaz renouvelable
Le vaporeformage de gaz renouvelable est une cinquième méthode permettant la production de gaz vert. Ce procédé permet d’obtenir de l’hydrogène, essentiellement en faisant réagir du biométhane avec de la vapeur d’eau, en présence d’un catalyseur. Cette réaction chimique se produit à haute température, (840 à 950 °C) et sous une pression modérée (20 à 30 bars).
Ce procédé de production de gaz vert s’avère peu coûteux mais présente l’inconvénient d’émettre du CO2. Afin d’éviter toute émission, il conviendrait de développer certains procédés permettant d’emprisonner le gaz carbonique.
La production de gaz vert : un atout pour la transition énergétique
Dans le cadre de la transition énergétique, la France s’est fixée comme objectif la neutralité carbone à l’horizon 2050. Selon l’ADEME et son étude « Un mix de gaz 100% renouvelable en 2050 ? », l’atteinte de ces ambitions s’avère possible. Dans cette perspective, les énergies renouvelables et de récupération (EnRR) vont donc progressivement gagner en importance au sein du mix énergétique. La production de gaz vert va donc s’accélérer sur le territoire créant à la fois défis et croissance.
Production de gaz vert : le développement d’une économie circulaire
La production de gaz vert se montre également bénéfique pour les territoires. Au-delà de produire une énergie propre, cela permet la valorisation de divers déchets : déchets agricoles et déchets industriels. De surcroît, cela permet l’obtention d’un digestat, qui peut servir d’engrais organique pour l’agriculture, à la place des engrais minéraux d’origine fossile. La production de gaz vert contribue ainsi à rendre l’agriculture plus durable.
De même, la production d’hydrogène évite la perte des surplus d’électricité renouvelable liés à l’intermittence de leur production.
De nombreuses créations d’emploi à la clé
Consultez les offres d'emploi de la filière
Cette transition énergétique et cette accélération verte vont amener des transformations et de nouveaux besoins, notamment au sein de la filière des gaz, de la chaleur et des solutions énergétiques associées. Tous les maillons de la chaîne de valeur se verront impactés : production de gaz verts, transport & stockage, distribution, commercialisation & vente, services énergétiques, équipements & installations.
Face à cette tendance, les métiers actuels ont commencé à évoluer. De nouveaux métiers ont fait leur apparition. De même, de nombreux recrutements sont prévus au sein de la filière, afin de faire face aux perspectives de développement. Selon les estimations, la création de 100 sites de production de gaz vert par an générerait, chaque année, 1 300 emplois supplémentaires : 1 000 pour la construction des sites et 300 pour leur exploitation. Selon l’étude d’impact de la filière biogaz sur l’emploi en France, la filière méthanisation permettrait ainsi de générer jusqu’à 50 000 emplois à l’horizon 2030.
De forts besoins en recrutement pour l’activité production
Dans ce contexte, le maillon production de gaz verts pourrait voir ses effectifs fortement augmenter à l’horizon 2030. Parmi les métiers particulièrement prisés, nous pouvons citer technicien de maintenance aval, technicien d’exploitation ou encore les métiers support (gestion, assistanat, RH, achat…).
Une croissance des effectifs également prévue pour le maillon services énergétiques, équipements & installations
Cette transition énergétique entraînera aussi de nombreuses ouvertures de postes au sein de l’activité services énergétiques, équipements & installations. Pour ce maillon, certains métiers se trouvent actuellement en tension : technicien de maintenance aval, chargé d’affaires, plombier / chauffagiste ou encore technicien d’exploitation. Dans les années à venir, ils continueront d’être convoités.
Même s’ils seront proportionnellement moins forts, des recrutements sont aussi prévus sur les autres maillons de la filière des gaz, de la chaleur et des solutions énergétiques associées. Celle-ci incarne ainsi une belle source d’opportunités.