Biométhane en Afrique du Sud : ce que révèle la revue de 2023 sur l’épuration du biogaz et sa commercialisation

Le biométhane en Afrique du Sud en est à un stade précoce de développement : en octobre 2022, le secteur estimait que la puissance installée totale des unités de méthanisation dans le pays s’élevait à environ 30 MW, principalement dans des projets industriels. Une revue publiée en juillet 2023 dans Energies passe en revue les techniques d’épuration qui pourraient servir à la commercialisation du biométhane. La présente analyse résume les informations disponibles et met en lumière les éléments manquants pour le développement du marché.

Point de départ : l’échelle du biogaz

L’association SABIA (Southern African Biogas Industry Association) indiquait en octobre 2022 qu’environ 30 MW de puissance biogaz avaient été installés en Afrique du Sud dans divers projets industriels, dont la majorité repose sur la méthanisation (digestion anaérobie). Cette échelle est modeste au regard du potentiel des déchets agricoles et municipaux, mais suffisante pour parler des premières expériences en matière d’épuration. Le biogaz peut être utilisé sur place en cogénération ou épuré en biométhane, c’est-à-dire un gaz aux paramètres proches de ceux du gaz naturel.

Ce que contient la revue de 2023

L’article publié dans Energies 16(14), 5272, le 10 juillet 2023, passe en revue la littérature des dix dernières années ainsi que les sites gouvernementaux, municipaux et d’entreprises afin de compiler les expériences locales en matière d’épuration du biogaz. Il aborde les techniques de sorption, de séparation et in situ, ainsi que leurs coûts, leur consommation énergétique et leurs impacts environnementaux en Afrique du Sud. Les auteurs estiment qu’il est possible de produire 3 millions de Nm³ de biogaz par jour dans le pays. Les techniques standard, décrites dans la littérature, comprennent :

• le lavage à l’eau, où le CO₂ se dissout dans l’eau sous pression ; une technologie simple, mais avec une consommation élevée d’eau,
• l’adsorption par variation de pression (PSA) sur des lits d’adsorbant,
• la séparation membranaire, avantageuse pour les petites et moyennes échelles,
• l’absorption aux amines, présentant un rendement élevé et une forte demande en chaleur.

Dans le contexte polonais, nous les décrivons dans les articles sur le lavage à l’eau et sur le prétraitement du biogaz pour éliminer le H₂S et les siloxanes avant l’épuration (Prétraitement du biogaz).

Pourquoi le bioCNG semble plus naturel que le réseau

Nous n’avons pas trouvé de confirmation de l’existence d’une installation injectant du biométhane dans le réseau gazier en Afrique du Sud. En pratique, la compression du biométhane et sa livraison à des clients industriels, où il remplace les combustibles fossiles, sont donc principalement envisagées. En janvier 2017, gasworld rapportait qu’Afrox, une entreprise du secteur des gaz industriels, collaborait avec New Horizons Energy pour transformer les déchets organiques destinés aux décharges en produits utiles pour l’industrie. Le contenu de l’annonce, accessible sans abonnement, est succinct, et nous ne connaissons donc pas les détails du projet ni savons s’il a abouti à une installation.

Ce qui manque pour le développement du marché

1. Un accès stable aux substrats : les déchets issus de l’agriculture, de la transformation alimentaire et des stations d’épuration sont dispersés.
2. Un cadre réglementaire et une certification : des normes de qualité et un système de confirmation d’origine, analogues aux garanties d’origine européennes, sont nécessaires.
3. Les prix de l’énergie et des carburants : le biométhane doit concurrencer le GPL et le diesel, et les mesures de soutien (comme la taxe carbone, voir l’Afrique du Sud augmente sa taxe carbone) influencent le calcul économique.
4. Le financement : les petits projets sont difficiles à financer sans contrats d’achat.

Importance pour le lecteur en Pologne

Les expériences de l’Afrique du Sud rappellent que, sans débouché (réseau ou flotte de véhicules), l’épuration n’a pas de sens économique. En Pologne, le même dilemme concerne l’emplacement des unités de production de biométhane par rapport au réseau gazier, comme nous l’abordons dans l’article Cogénération ou biométhane : choix de la voie de valorisation du biogaz.

Qualité du gaz et normes

Pour que le biométhane puisse remplacer le gaz naturel, il doit répondre à des exigences de qualité : une teneur en méthane généralement supérieure à 95 %, l’élimination du sulfure d’hydrogène, une humidité limitée et un indice de Wobbe approprié. Dans l’Union européenne, ces exigences sont décrites par les normes EN 16723 (parties distinctes pour l’injection dans le réseau et pour le carburant véhicule). Nous n’avons pas trouvé de description d’un équivalent national uniforme de ces normes pour le biométhane en Afrique du Sud. Par conséquent, pour les projets basés sur un accord avec un client spécifique, il est recommandé de convenir à l’avance des paramètres de qualité.

Un indicateur à suivre

Pour chaque projet de biométhane, la perte de méthane lors de l’épuration (quantité de méthane s’échappant avec le flux résiduel de CO₂) est un paramètre clé. Les technologies diffèrent à cet égard, et leur choix influence non seulement l’économie, mais aussi le bilan climatique de l’installation.

Remarque sur les sources

La description de la revue s’appuie sur son titre et son résumé accessibles au public ; les comparaisons détaillées des coûts et les résultats des différentes technologies doivent être tirés du texte intégral de l’article. Les chiffres concernant la puissance biogaz en Afrique du Sud proviennent de l’association professionnelle et sont de nature estimative.