bioLNG : qu’est-ce que c’est et quand la liquéfaction du biométhane a-t-elle du sens

Le bioLNG (biométhane liquéfié) est du biométhane refroidi à une température d’environ −162 °C sous une pression proche de la pression atmosphérique, à laquelle il passe à l’état liquide. Après liquéfaction, il occupe un volume env. 600 fois inférieur à celui de l’état gazeux, ce qui permet de le transporter par camions-citernes sur de grandes distances et de l’utiliser pour le ravitaillement de poids lourds ou de navires. Chimiquement, c’est le même combustible (principalement du méthane) que le gaz naturel liquéfié (GNL), il utilise donc l’infrastructure et les moteurs existants ; il en diffère par son origine, et donc par son empreinte carbone.

Propriétés

À titre de comparaison, le bioCNG sous une pression de 200–250 bar a une densité énergétique plusieurs fois inférieure à celle du liquide cryogénique ; c’est l’avantage essentiel du bioLNG dans les applications où l’autonomie et la charge utile comptent.

Pourquoi liquéfier

1. Transport lourd. Les camions alimentés au GNL ont une plus grande autonomie que ceux au GNC (gaz naturel comprimé), et le bioLNG peut permettre de réduire les émissions liées au carburant avec la même flotte.
2. Navigation et industrie maritime. Les navires alimentés au GNL peuvent utiliser du bioLNG, ce qui est attractif pour les armateurs cherchant à limiter leurs émissions.
3. Clients hors réseau. L’industrie et l’agriculture, qui n’ont pas accès à un gazoduc, peuvent recevoir du gaz liquéfié en camions-citernes.
4. Logistique sur de grandes distances. La liquéfaction réduit le coût de transport par unité d’énergie.

Ce qu’il faut pour liquéfier

• Épuration poussée du gaz. Le CO₂ gèle dans le méthane liquide ; sa concentration avant liquéfaction doit donc descendre à un niveau de l’ordre de quelques dizaines de ppm ; de même pour l’eau (moins de 1 ppm), le H₂S et les autres impuretés. C’est pourquoi la liquéfaction est parfois associée à une séparation cryogénique du CO₂ ou à des adsorbeurs supplémentaires.
• Installation de liquéfaction (micro-liquéfacteur) – un ensemble de compresseurs et d’échangeurs refroidi par un fluide (par ex. de l’azote ou un mélange d’hydrocarbures).
• Réservoirs cryogéniques isolés sous vide.
• Systèmes de sécurité – ESD, détection de gaz, protection contre la surpression, zones à risque d’explosion.
• Logistique – camions-citernes cryogéniques, bras de chargement, stations de ravitaillement.

Énergie de liquéfaction

La liquéfaction exige une quantité importante d’énergie, qui à petite échelle se compte à titre indicatif en dixièmes de kWh par m³ de gaz ou autour de 0,4–0,8 kWh par kg de bioLNG (selon la technologie, l’échelle et les conditions). Pour un biométhane d’une énergie d’env. 10 kWh/m³, cela représente de quelques à une dizaine de pour cent de l’énergie du gaz. Avec l’hypothèse de 0,6 kWh/kg : pour 1 kg de GNL (13,9 kWh), on consomme 4,3 % d’énergie, sous forme d’électricité. À cela s’ajoutent les pertes par évaporation (boil-off) lors du stockage et du transbordement.

Exemple de calcul

Hypothèses : l’installation de liquéfaction traite 500 m³/h de biométhane (≈ 0,72 kg/m³ → 360 kg/h), consommation d’énergie 0,6 kWh/kg, 8 000 h/an. Production : 2 880 t de bioLNG par an ; consommation d’électricité : 360 × 0,6 × 8 000 = 1 728 MWh/an. Avec un prix de l’électricité supposé de 600 PLN/MWh, cela représente env. 1,04 million de PLN, soit env. 360 PLN par tonne de bioLNG (env. 26 PLN/MWh d’énergie du combustible). La valeur n’est qu’une illustration : les coûts réels comprennent encore l’amortissement de l’installation de liquéfaction, l’épuration du gaz, la logistique et les pertes.

Quand la liquéfaction est rentable

Le plus souvent lorsque la chaîne de valeur comprend un client qui paie une prime pour un carburant renouvelable dans les transports (avec des réglementations imposant une réduction des émissions) et lorsque le volume est stable. Sans ces éléments, le biométhane injecté dans le réseau est généralement plus simple et moins cher. La liquéfaction peut aussi se justifier lorsque le raccordement au réseau est impossible ou retardé et qu’il existe à proximité une station de GNL ou un client industriel.

Risques

• dépendance vis-à-vis d’un seul client ou d’une seule réglementation,
• coût de l’électricité et stabilité de fonctionnement de l’installation de liquéfaction,
• sécurité et formation du personnel,
• disponibilité des flottes et des stations GNL,
• variabilité des prix des carburants concurrents.

Sécurité et réglementation

Le bioLNG est un liquide cryogénique ; sa manipulation exige donc une protection contre les gelures, un contrôle d’étanchéité et un personnel formé. Les réservoirs sont conçus avec des soupapes de sécurité, et le gaz évaporé (boil-off) doit avoir une destination : reliquéfaction, compression ou réseau. Les installations sont soumises à la réglementation sur les équipements sous pression, à la protection contre l’incendie et aux zones à risque d’explosion (ATEX), et le transport des camions-citernes cryogéniques – à la réglementation sur le transport de marchandises dangereuses (ADR).

Conclusion

Le bioLNG est un moyen d’amener le gaz vert là où le gazoduc n’arrive pas, et de décarboner le transport lourd et maritime. Il exige des investissements plus élevés et plus de soin dans l’épuration du gaz, mais donne accès à des marchés sur lesquels le biométhane du réseau n’est pas une solution suffisante.