Shikaoi à Hokkaidō : biogaz issu du lisier bovin, biométhane et hydrogène pour les véhicules locaux

Shikaoi, une ville laitière de Hokkaidō, est l’un des exemples les plus fréquemment cités de couplage entre le biogaz agricole et l’hydrogène. Selon le WSEW (Sankei Shimbun, juin 2024), cette ville compte un peu plus de 5 200 habitants et environ 21 000 vaches laitières, et le Centre de Conservation de l’Environnement (Environmental Conservation Center) est en activité depuis octobre 2007. L’installation peut traiter le fumier de 1 870 têtes de bétail par jour ; la méthanisation concerne également les déchets alimentaires et les boues. Le biogaz alimente deux générateurs à gaz, et l’excédent d’énergie électrique est vendu à Hokkaido Electric Power.

Installation de méthanisation et chaleur

La matière première provient des fermes laitières environnantes. Depuis 2014, la chaleur fatale issue de la production d’énergie est utilisée dans des serres situées sur le site de l’installation, où sont cultivés, entre autres, des mangues, des patates douces et des tomates. Dans le cadre d’un projet de démonstration, cette chaleur sert également à réguler la température des bassins d’élevage d’esturgeons. Le coût total de construction du centre s’est élevé à 1,745 milliard de yens, dont la municipalité a couvert 350 millions de yens grâce à des subventions du gouvernement national et de Hokkaidō. En 2016, une deuxième installation a été mise en service dans une autre partie de la commune, capable de traiter le fumier de 3 000 têtes de bétail par jour. La redevance pour l’utilisation des deux centres s’élève à 12 570 yens par tête de bétail et par an. Initialement, les agriculteurs ont réagi négativement à ces nouveaux coûts, mais comme la charge de travail liée à la production d’engrais à partir du fumier a diminué, selon la municipalité, aucun contrat n’a été résilié. Environ 30 % des quelque 80 exploitations laitières de la commune utilisent le traitement du fumier.

La voie vers l’hydrogène

L’inauguration officielle de la Shikaoi Hydrogen Farm a eu lieu le 24 janvier 2017. Selon la World Biogas Association, le biogaz issu de la méthanisation des déchets agricoles et du fumier des fermes environnantes est épuré dans des séparateurs membranaires Air Products PRISM PB, et le biométhane produit est utilisé sur place pour produire de l’hydrogène renouvelable, à partir duquel sont générés de la chaleur, de l’électricité et du carburant pour les véhicules. Selon Hydrocarbon Engineering, Air Products a également fourni la technologie de la station de ravitaillement SmartFuel, et le centre a accueilli la première station de ravitaillement en hydrogène de Hokkaidō, desservant des véhicules et des chariots élévateurs. Les partenaires du projet comprenaient également Air Water, Kajima et Nippon Steel & Sumikin Pipeline & Engineering. L’hydrogène est redistribué aux agriculteurs locaux et aux installations voisines en tant que source d’énergie renouvelable. Le centre a été décrit comme la première installation au Japon utilisant des déchets agricoles comme source d’hydrogène. Le projet était une démonstration de cinq ans soutenue par le Ministère de l’Environnement du Japon.

Selon le WSEW, l’hydrogène issu du méthane du biogaz est aujourd’hui vendu à la station « Shikaoi Hydrogen Farm », construite en mai 2022 par deux entreprises privées. Il s’agit de la seule station au Japon à vendre de l’hydrogène issu des déjections animales d’élevage. La commune utilise également des piles à combustible dans certains de ses véhicules de service, et la station attire des touristes voyageant à Hokkaidō avec des véhicules à hydrogène.

Contexte : le biogaz dans l’élevage bovin à Hokkaidō

Agriland (mars 2025) rapporte, selon le gouvernement japonais, que plus de 800 000 vaches laitières vivent à Hokkaidō, et que l’île représente 50 % de la production laitière nationale. Le professeur Shiho Ishikawa de l’Université de Hokkaidō estime qu’une vache laitière produit environ 65 kg de fumier par jour, et qu’une tonne de fumier permet d’obtenir 30 à 35 m³ de biogaz. Selon la même source, environ 140 unités de méthanisation ont été installées à Hokkaidō depuis lors – allant de petites installations pour exploitations individuelles à de grandes unités gérées par les collectivités locales et les instituts de recherche. L’énergie issue du biogaz alimente les activités quotidiennes des fermes (alimentation, abreuvement, traite, réfrigération du lait), ce qui réduit les factures d’électricité. Le professeur Ishikawa souligne le principe de « l’agriculture circulaire » (circulation farming) : un sol sain, une bonne alimentation pour les vaches et le retour des déchets aux champs, tandis que le traitement du fumier réduit la charge de travail et les coûts de sa gestion. Agriland ajoute qu’à Shikaoi, le fumier est transformé en un digestat liquide inodore et en biogaz.

Conclusions

Shikaoi illustre un exemple local de « circuit fermé » : lisier – biogaz – énergie, chaleur et carburant. L’échelle reste cependant modeste, et la commune envisage la construction de nouvelles installations, car la capacité actuelle ne permet pas de couvrir toutes les exploitations. Pour la Pologne, cet exemple constitue davantage une inspiration organisationnelle (redevance par tête de bétail, utilisation de la chaleur dans les serres) qu’un modèle technologique : le choix de l’hydrogène prend tout son sens là où existe un marché pour les piles à combustible et un soutien public.