Danemark : le gaz vert dans le réseau, le lisier et le biométhane comme modèle pour l'agriculture

Le Danemark est l'un des pays européens affichant la plus grande part de gaz renouvelable dans son réseau gazier : selon les données publiées par l'opérateur du système Energinet, le biométhane (biogaz épuré) représente ces dernières années plus d'un tiers du gaz consommé dans le réseau, avec une croissance très rapide après 2012. Une part importante des matières premières provient du lisier et du fumier issus de l'élevage intensif, complétés par des résidus agricoles et agroalimentaires. L'exemple danois est important pour la Pologne pour deux raisons : il montre comment réorienter le biogaz de la production d'électricité et de chaleur vers le biométhane, et comment lier la gestion des engrais naturels à l'énergie et au climat. Les valeurs exactes (part, volume) évoluent, c'est pourquoi nous les présentons comme ordre de grandeur et renvoyons aux statistiques d'Energinet.

Origine d'un tel développement

1. Changement du système de soutien. Les accords énergétiques danois du début de la décennie précédente ont modifié les incitations : le soutien au biogaz a été recentré sur l'injection de biométhane dans le réseau et son utilisation dans les réseaux de chaleur, l'industrie et les transports, plutôt que sur la production d'électricité. Le mécanisme reposait sur des subventions par unité d'énergie, ajustées ultérieurement notamment en fonction des règles relatives aux aides d'État et aux enchères.
2. Réseau gazier dense et opérateur intéressé par l'intégration. Energinet publie des données sur la part de gaz renouvelable et tient un registre des garanties d'origine pour le gaz.
3. Structure de l'agriculture. Les grandes exploitations d'élevage, produisant des quantités importantes d'engrais naturels, constituent une base de matières premières naturelle. Les unités de méthanisation collectives recueillent le lisier de plusieurs exploitations et retournent le digestat.
4. Objectifs climatiques. La réduction des émissions issues de l'agriculture et de l'énergie fait partie intégrante de la politique, et le biogaz est associé aux objectifs concernant le méthane et le N₂O.
5. Export et commerce. Le gaz renouvelable danois peut être acheminé vers le réseau allemand interconnecté, et les garanties d'origine font l'objet d'échanges commerciaux.

Modèle : le lisier comme matière première de base

Le lisier présente un faible potentiel méthanogène par tonne de masse fraîche, car il est dilué avec de l'eau. C'est pourquoi les installations danoises ajoutent souvent des cosubstrats (résidus de transformation, paille, cultures intermédiaires) et appliquent une séparation du digestat. En parallèle, le lisier offre un bilan carbone avantageux grâce au crédit pour les émissions de méthane évitées lors du stockage. Cela nécessite toutefois une logistique adaptée : transport de grands volumes et retour du digestat vers les exploitations.

Exemple de calcul (illustratif)

Hypothèses : une unité de méthanisation collective traite 150 000 t de lisier et 30 000 t de cosubstrats par an. Avec un rendement supposé de 20 m³ de biogaz/t pour le lisier et 120 m³/t pour les cosubstrats : 3,0 millions + 3,6 millions = 6,6 millions de m³ de biogaz par an, ce qui, avec 58 % de CH₄, donne environ 3,8 millions de m³ de méthane, soit environ 38 GWh. Le lisier ne représente qu'environ 45 % du biogaz, bien qu'il constitue 83 % de la masse – illustrant pourquoi les cosubstrats sont économiquement essentiels. Les émissions évitées lors du stockage dépendent de la température et de la durée ; pour 3 kg de CH₄ par m³ de lisier, cela représente 450 t de CH₄ (environ 12 600 t CO₂e avec un GWP₁₀₀ = 28) – une valeur climatique supplémentaire que la méthodologie RED convertit via un crédit pour les engrais naturels.

Défis

• concurrence pour les cosubstrats et limitations des cultures énergétiques,
• valorisation du digestat dans le cadre des limites d'azote,
• dépendance au système de soutien et à ses évolutions,
• coûts de transport et logistique,
• nuisances olfactives et acceptation locale.

Conclusions pour la Pologne

1. Le lisier et le fumier constituent une ressource disponible à grande échelle, mais nécessitent des installations collectives et une logistique efficace.
2. Le système de soutien devrait privilégier le biométhane et ses applications si l'objectif est l'injection dans le réseau.
3. Un registre des garanties d'origine et des règles de commerce transparentes augmentent la valeur du produit.
4. Le lien entre énergie et gestion des engrais nécessite une coopération entre agriculteurs, opérateurs de réseau et administration.

Rôle de la valorisation du digestat

Le digestat issu des unités de méthanisation danoises est retourné aux exploitations, bouclant ainsi le cycle des nutriments, mais il est soumis à des limites strictes de fertilisation en azote et en phosphore. C'est pourquoi de nombreuses installations appliquent une séparation en fractions liquide et solide : la fraction solide (riche en phosphore) peut être transportée sur de plus longues distances, tandis que la fraction liquide est utilisée localement. Une telle logistique organisée est l'un des éléments clés de l'économie des projets collectifs et mérite d'être prise en compte dès la phase de planification.

Synthèse

Le Danemark montre que le biométhane peut devenir un élément durable du système gazier si les incitations, l'infrastructure et l'agriculture sont cohérentes. Il est conseillé de vérifier les données chiffrées actualisées auprès des sources officielles, car elles évoluent d'année en année.