Points clés
- Le RNG est une alternative en forte croissance au gaz naturel conventionnel, avec un marché qui devrait atteindre 104 milliards de dollars américains d’ici 2032
- Le RNG est un biogaz dérivé de la décomposition de matière organique, réduisant les émissions de GES
- Le RNG offre des avantages environnementaux et économiques, transformant les déchets en énergie précieuse, atténuant les problèmes de gestion des déchets et stimulant les économies
- Grâce au processus de digestion anaérobie, le RNG peut être généré à partir des sites d’enfouissement, des fermes laitières et des stations d’épuration des eaux usées
Dans la volonté continue de tester et de diversifier les sources d’énergie réalisables, le gaz naturel renouvelable (GNAR) s’impose comme l’une des principales sources de carburants alternatifs économiques. De nombreux sites d’enfouissement, fermes laitières et stations d’épuration des eaux usées cherchent à comprendre le processus de production du RNG et de développement des infrastructures. Forte d’une longue expérience en ingénierie des infrastructures de gaz naturel et d’une expérience récente avec des projets RNG, l’équipe d’intégrité et de conception d’Acren souhaite apporter son expertise en analyse, contrôle, mesure et transport du RNG au développement de l’industrie du RNG et de projets spécifiques.
Dans cet article, nous allons passer en revue :
– Le RNG et ses avantages
– Méthodes de production et sources
– Utilisations du RNG
– Intégration avec l’infrastructure actuelle
– Avenir du RNG
– Risques et réglementation
Présentation du RNG
Le RNG est une source d’énergie fiable et écologique qui gagne en popularité à un rythme important dans l’industrie de l’énergie. L’an dernier, le marché du RNG était évalué à 11,7 milliards de dollars américains et devrait atteindre 105 milliards de dollars américains d’ici 2032.
Le RNG est un sous-produit gazeux de la matière organique fermentée, le plus souvent utilisé actuellement comme alternative verte au gaz naturel conventionnel. Le GNR est considéré comme un carburant neutre en carbone, c’est-à-dire un carburant qui a un effet net zéro ou mieux sur le dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Selon la source de production ou la matière première utilisée pour produire le RNG, l’intensité carbone associée au processus de production peut être nettement inférieure à celle des combustibles fossiles. La production et l’utilisation contrôlées du RNG réduisent les émissions de gaz à effet de serre (GES) et l’impact de la consommation d’énergie sur l’environnement.
Le RNG offre des avantages économiques et environnementaux
Le RNG offre une occasion unique de transformer les déchets en richesse en transformant la matière organique comme le fumier et les solides d’enfouissement en énergie, et il est particulièrement bien positionné pour alimenter les économies locales. Les États-Unis à eux seuls produisent plus de 250 millions de tonnes de déchets chaque année, dont 140 millions sont envoyés aux sites d’enfouissement. Le processus naturel de décomposition de ces déchets libère du méthane directement dans l’atmosphère. Le méthane représente environ 20% des émissions mondiales de GES et est plus de 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour retenir la chaleur dans l’atmosphère. La production de RNG peut capter les émissions des matières organiques contenues dans ces déchets rejetés et les mettre sur le marché sous forme d’énergie – convertissant le méthane d’un passif en actif.
Le RNG a aussi du potentiel économique. Elle offre une décarbonation et une expansion du marché de l’emploi dans le secteur de l’énergie, offrant de nouvelles opportunités dans les domaines de l’ingénierie, de la fabrication, de la construction, de la maintenance et des opérations. Les gouvernements et les marchés offrent actuellement des incitatifs financiers qui encouragent les investisseurs et les entreprises à acheter du RNG, leur offrant ainsi une voie viable pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de carbone.
Produire du RNG
Le RNG est produit à partir de sites d’enfouissement de déchets solides, de fermes laitières et d’usines d’épuration. Les digesteurs anaérobies décomposent la matière organique pour créer du biogaz. À partir de là, le gaz est traité et injecté dans les pipelines de transport et de distribution de gaz naturel, ou il peut être utilisé sur place par le producteur.
Digesteurs anaérobies
À l’aide de bactéries, les digesteurs anaérobies décomposent les déchets organiques (par exemple, déchets solides, biosolides d’eaux usées, fumier animal) pour créer du méthane qui est transformé en RNG. Le processus de décomposition se déroule dans un réacteur scellé, qui varie en forme et en taille pour s’adapter au site et aux caractéristiques de la matière organique. En plus du biogaz, la digestion anaérobie peut produire un autre produit précieux : le digestif. Le digestat est produit sous forme de matière solide et liquide, qui peut être utilisé pour les engrais et d’autres applications.
Les digesteurs anaérobies sont souvent associés à des équipements de traitement qui éliminent l’eau, l’oxygène et d’autres constituants du biogaz, permettant ainsi de l’injecter dans les systèmes existants de pipelines de gaz naturel et d’être utilisés de façon interchangeable avec le gaz naturel. C’est à ce stade du processus – la mise sur le marché du biogaz – qu’Acren peut aider les producteurs ou les acheteurs dans le projet.
Sites d’enfouissement
Les sites d’enfouissement sont des installations gérées d’élimination des déchets collectés, provenant de zones commerciales, industrielles et résidentielles. Les sites d’enfouissement n’ont pas besoin d’un digesteur anaérobie pour produire du gaz. Le gaz d’enfouissement (LFG) est produit sans assistance sous terre et, s’il n’est pas capturé comme combustible, s’échappe dans l’atmosphère sous forme d’émissions de GES. Selon l’EPA américaine, les sites d’enfouissement sont la troisième plus grande source d’émissions de méthane d’origine humaine au pays. Similaire à la sortie des digesteurs, le LFG peut ensuite être traité et utilisé comme RNG.
Fermes laitières
Le fumier est le 4e plus grand producteur d’émissions de méthane au pays. Dans de nombreuses fermes laitières, les digesteurs anaérobies peuvent être utilisés pour aider à réduire les émissions de GES tout en fournissant du GNR au marché.
Stations d’épuration des eaux usées
Les stations d’épuration des eaux usées sont des installations qui traitent et éliminent les contaminants nocifs dans les eaux usées. Ces usines peuvent aussi produire du biogaz en digérant les solides extraits lors du traitement des eaux usées.
En action
Lors d’un projet récent, un éleveur laitier développant une opération RNG s’est appuyé sur l’expertise et l’expérience de l’équipe d’intégrité et de conception d’Acuren, en tant qu’entreprise d’intégrité des pipelines et d’ingénierie pour acheminer le méthane produit sur le marché. Le producteur de GNR a installé une station d’interconnexion pour analyser la qualité du biogaz provenant du digesteur anaérobie et de l’installation de traitement avant de la remettre à l’acheteur. Le producteur de GNR a fait appel à l’équipe d’Acuren, qui avait déjà une expertise dans la conception de systèmes similaires pour le gaz naturel, afin de concevoir l’analyse, la mesure, le contrôle et la station de transport ainsi que les pipelines, pour soutenir l’approvisionnement et l’achat de l’équipement nécessaire, et pour aider à la gestion de la construction de la station.
Utilisation du RNG
Contrairement à d’autres alternatives renouvelables comme l’éolien et le solaire, le RNG offre une source d’énergie constante et fiable, qu’il pleuve ou qu’il fasse beau, et elle peut être injectée dans les systèmes de gaz naturel existants. À partir de là, le GNR peut servir de carburant pour des équipements tels que des générateurs, des chauffages, des chaudières, des moteurs alternatifs et des turbines à gaz.
Intégration avec l’infrastructure actuelle
Le RNG profite des pipelines et infrastructures existants, réduisant ainsi les coûts potentiels associés au développement de nouvelles installations. Contrairement à certains autres carburants alternatifs, le RNG ne nécessite pas d’introduire ou de connecter des mises à niveau du système aux grands réseaux utilitaires. Cela permet une transition fluide vers le RNG. Cette compatibilité séduit autant les investisseurs en énergie renouvelable que les services publics.
Avenir du RNG
Le RNG est très recherché pour ses nombreux bienfaits pour l’environnement et l’économie. Les régions ayant un potentiel prometteur pour le RNG sont celles qui comptent le plus grand nombre de fermes laitières ou d’autres sites de production, notamment la Californie, le Wisconsin, l’Idaho, le Michigan et le Texas, respectivement. Parmi celles-ci, la Californie compte le plus grand nombre de fermes laitières tandis que le Texas possède le réseau de pipelines de gaz naturel le plus étendu. Avec une opportunité croissante de GNR dans ces régions, deux des plus grandes compagnies de gaz naturel du Texas cherchent actuellement des projets avec des sites d’enfouissement. De plus, le Wisconsin s’est imposé comme un leader actuel avec le plus grand nombre de digesteurs anaérobies.
Réglementations et risques
Les règles et règlements concernant le RNG varient aux niveaux local, provincial et fédéral. Parmi les normes et règlements notables en place figurent les normes sur les carburants renouvelables, les normes de qualité de l’essence, les règlements sur l’utilisation des terres et le zonage, la Loi sur la politique énergétique et les règlements environnementaux.
En fin de compte, le RNG crée de l’énergie propre et fiable à partir des déchets. La capacité du RNG à améliorer les marchés de l’emploi et de la décarbonation devrait propulser sa prévalence à l’avenir.
