La biomasse, terme clé dans les discussions sur les énergies renouvelables, regroupe l'ensemble des matières organiques pouvant être converties en énergie.
Qu'est-ce que la biomasse et quels sont ses différents types ?
La biomasse désigne la totalité des matières organiques pouvant se transformer en énergie ou être utilisées pour produire de l'énergie. Ces matières organiques peuvent provenir de la production agricole, de déchets organiques, de bois, ou de toute autre source contenant du carbone stocké. Utilisée comme source d'énergie renouvelable, la biomasse représente une alternative aux énergies fossiles majeures. Selon le ministère de la Transition écologique, la biomasse est la principale source d’énergie renouvelable en France. Elle constitue, en effet, plus de 55 % de la production de chaleur, par le biais notamment des cheminées.
Les formes de biomasses
La biomasse désigne les matières organiques utilisables comme source d'énergie. Les formes de biomasse varient grandement en termes de caractéristiques physiques et peuvent être classées en trois catégories :
- Solides : la paille, les copeaux de bois, et les bûches ;
- Liquides : les huiles végétales et les bioalcools ;
- Gazeux : le biogaz.
Les biomasses selon leurs origines
En termes d'origine, la biomasse peut être divisée en plusieurs catégories :
- Le bois utilisé sous différentes formes comme les bûches, granulés et plaquettes pour la production d'énergie.
- Les sous-produits du bois incluent les déchets de l'exploitation forestière (branchages, écorces, sciures), ceux des scieries et des industries de transformation du bois (menuiseries, fabricants de meubles), ainsi que les emballages en bois tels que les palettes.
- Les produits de l'agriculture traditionnelle englobent les céréales et les oléagineux, avec des résidus tels que la paille et la bagasse, et des plantations énergétiques constituées d’espèces à croissance rapide, comme les taillis à courte rotation (saules, miscanthus). Ces dernières permettent d'obtenir de grandes quantités de matières premières destinées à la production de combustibles et carburants de synthèse. .
- Les déchets organiques regroupent les déchets urbains comprenant les boues d'épuration et les ordures ménagères, ainsi que les déchets agricoles tels que les effluents.
- Les sous-produits de l'industrie incluent les boues de pâte à papier (liqueur noire) et les déchets des industries agroalimentaires (pulpes, marcs de café et de raisin, pulpes, pépins de raisin).
Ces différentes sources de biomasse sont exploitées pour produire de l'électricité, de la chaleur, ou des biocarburants, contribuant à la diversification des énergies renouvelables.
Comment la biomasse est-elle transformée en énergie ?
La conversion de la biomasse en énergie utilise principalement deux méthodes : la combustion et la méthanisation.
La biomasse par combustion
Dans ce processus, les déchets sont directement brûlés pour produire de la chaleur, de l'électricité ou les deux (cogénération). Sont concernés par ce processus, le bois, les déchets des industries de transformation du bois et les déchets végétaux agricoles comme la paille, l'osier, le roseau. En France, la combustion du biogaz représente 10 % de la production d'électricité issue de la biomasse (source EDF).
La biomasse par méthanisation
La méthanisation transforme en biogaz, par fermentation, des matières organiques issues des déchets comme le fumier et le lisier d'animaux, les déchets ménagers, les papiers et cartons, les boues de stations d'épuration... Cette transformation est possible grâce à l’action de micro-organismes, essentiellement des bactéries, qui agissent en l'absence d'oxygène. Ce biogaz est ensuite brûlé et utilisé comme source d'énergie pour la production de chaleur, de vapeur et d'électricité, souvent via des systèmes de cogénération.
Biomasse, transition énergétique et développement durable
La biomasse joue un rôle dans la transition énergétique en contribuant à la diversification des sources d'énergie et contribue à l’équilibrage d’un réseau électrique grâce à sa forte pilotabilité. Ce dernier élément est d’autant plus important dans le cas d’une évolution du mix électrique vers le 100 % renouvelable.
Rôle de la biomasse dans la transition énergétique via la cogénération et la trigénération
La biomasse occupe une place dans la transition énergétique, particulièrement en France et en Europe, grâce notamment à ses applications en cogénération et trigénération. Bien que l'utilisation de la biomasse soit soumise à des débats en termes de durabilité, ses applications dans la production combinée de chaleur et d'électricité, et même de refroidissement dans le cadre de la trigénération offrent une voie pour améliorer l'efficacité énergétique. Ces technologies permettent, en effet, une meilleure utilisation de l'énergie produite et un meilleur rendement. Elles pourraient, à ce titre, contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre, comparativement aux systèmes énergétiques conventionnels.
En optimisant l'utilisation des ressources locales et renouvelables, la cogénération et la trigénération à base de biomasse pourraient jouer un rôle clé dans la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles, tout en répondant de manière adaptée aux besoins énergétiques locaux.
Défis et implications environnementaux
Malgré ses avantages, la biomasse a tout de même quelques défis à relever. La gestion des ressources est tout d’abord cruciale pour éviter des impacts négatifs comme la déforestation et la dégradation des terres agricoles. La production d’énergie à partir de biomasse ne doit ainsi pas se faire au-delà du seuil de renouvellement naturel de la biomasse. Elle ne doit pas non plus entrer en concurrence avec d’autres usages nécessaires, à l’instar de la production alimentaire. Il est toujours possible de trouver des synergies entre les différents usages, en utilisant par exemple les sous-produits et coproduits des activités forestières et agricoles. Dans ses scénarios prospectifs, négaWatt démontre ainsi qu’il est possible de s’appuyer en partie sur la biomasse pour obtenir un mix 100 % renouvelable, en mobilisant peu de surfaces agricoles, et sans entrer en concurrence avec la production alimentaire.
De plus, bien que la biomasse soit souvent considérée comme neutre en carbone, ce calcul ne prend pas toujours en compte les émissions de gaz à effet de serre générées par la récolte, le transport et le traitement de la biomasse.. La conversion de la biomasse en énergie n'est pas non plus toujours efficace. Les processus comme la combustion directe peuvent avoir un rendement énergétique relativement bas et générer des polluants atmosphériques, tels que des particules fines et des oxydes d'azote, qui sont préoccupants pour la santé publique et l'environnement.
Dès lors, pour transformer la biomasse en énergie de manière efficace et respectueuse de l'environnement, il est essentiel de réfléchir et d’investir dans des pratiques de gestion qui soient écologiquement responsables, économiquement viables, et socialement bénéfiques.