23 octobre 2020
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Méthanisation : comment choisir ses intrants pour augmenter sa rentabilité ?

Mettre en œuvre une unité de méthanisation individuelle à la ferme représente des investissements, des charges et des produits. Mais est-ce rentable ? Oui, bien que les aides fassent souvent partie intégrante de cette rentabilité, ce qui peut la rendre fragile. Comment faire pour optimiser la rentabilité de son unité ? En choisissant bien ses intrants, éventuellement en les prétraitant mais surtout en sécurisant l’approvisionnement.
Par Elisa Mitko, Publié il y a 1 mois à 17h10
©Cheick Saidou/agriculture.gouv.fr

La méthanisation consiste en la décomposition de matières putrescibles grâce à l’action de bactéries, dans un milieu sans oxygène (anaérobie). Ce processus biochimique est à l’origine de la production de biogaz (méthane, dioxyde de carbone et quelques gaz traces) et de digestat (matière solide humide et riche en matière organique pouvant être valorisée comme fertilisant). 

Du choix et de la disponibilité des matières premières qui entrent dans le digesteur dépend en grande partie la rentabilité de l’exploitation de l’unité de méthanisation. Généralement constituées de déchets pouvant provenir de l’exploitation agricole, d’industries agroalimentaires ou encore de services publics, ou bien de cultures dédiées, ces matières premières peuvent être achetées ou non.  

Le deuxième facteur qui joue sur la rentabilité correspond au mode de valorisation du biogaz. Il en existe 5 débouchés : production de chaleur, production d’électricité, production de chaleur et d’électricité (i.e. la cogénération), injection dans le réseau de gaz naturel ou, plus rarement en France, production de carburant véhicule. Les plus déployés en France sont la cogénération et l’injection (dans une moindre mesure). 

Une rentabilité qui augmente avec la taille 

Si la cogénération parait être déjà rentable, avec une marge moyenne de 54€/MWh sur une vingtaine d’unités enquêtées par le réseau des Chambres1, elle reste faible au regard de la part des subventions obtenues à l’installation (27% du montant en moyenne). Pour les petites unités en cogénération, la part de recette directement liée à la vente d’énergie ne suffit généralement pas à couvrir les coûts de production. Leur rentabilité apparait ainsi généralement avec les aides et primes. Le Club Biogaz montre par ailleurs (avec la modélisation de bilans économiques sur 5 unités types2), que la rentabilité augmente avec la taille de l’unité : de 1,4% à 7,7% de taux de rentabilité après impôts et taxes, lorsqu’on passe d’une unité « à la ferme » de 8150 T à une installation agricole et industriel de 28 000T. 

Les déchets entrant dans le digesteur ont un plus faible pouvoir méthanogène que les cultures dédiées, mais des solutions de prétraitement existent pour l’optimiser 

En cogénération, il faut, en moyenne annuelle, environ 5090 T d’intrants bruts pour produire 100kW d’électricité quand ceux-ci sont composés en grande majorité de déchets agricoles (en moyenne 80% de la ration, les effluents d’élevage étant généralement largement représentés). Pierre Quideau (Chambre d’Agriculture de Bretagne) précisait lors du SPACE de 20181 que la composition moyenne des rations des 21 unités étudiées était moins avantageuse que celles composées d’une plus grande part de cultures dédiées, car le pouvoir méthanogène des effluents est faible : « pour 70% du volume de la ration, les effluents ne fournissent que 35% du gaz produit »

Toutefois, il est possible d’optimiser la rentabilité de certains intrants résiduaires par des prétraitements : les pailles brutes dont difficilement méthanisables, mais le broyage amplifie leur vitesse de méthanisation et donc leur rentabilité. L’hydrolyse chimique peut aussi être une solution, mais attention aux coûts de ces prétraitements (envisageable uniquement sur de gros volumes). Enfin, limiter au maximum le temps de stockage (notamment des effluents d’élevage ou des ensilages bâchés) est primordial pour éviter une perte de carbone par fermentation ou compostage avant l’entrée dans le digesteur. 

En France, une limitation des cultures dédiées par la mise en œuvre de primes pour les autres matières premières 

Si les cultures dédiées ont certes un pouvoir méthanogène plus intéressant, il se pose la question de la performance éthique d’une méthanisation à l’allemande (moins de déchets, plus de culture dédiées) : la France a fait le choix de limiter la concurrence avec les cultures alimentaires et incite donc à alimenter les méthaniseur en intrants non valorisables, à la fois par l’encadrement de la part de cultures dédiées utilisable (maximum 15% en moyenne annuelle), mais aussi par des primes. 

Certains intrants apportent ainsi une bonification des tarifs d’achat (Cf. Figure 1), comme le lisier en cas de production d’électricité. En cas d’injection du biométhane dans le réseau, ce sont les déchets municipaux et agricoles, les produits agricoles et les boues de station d’épuration qui apportent une prime. 

Tarifs d’achat en centimes d’euros par kWh pour la production d’électricité, à gauche et l’injection du biométhane, à droite (Source : Legifrance via OFATE, 2019)

Dans le cas de l’injection, une baisse du tarif d’achat existe aussi pour éviter le changement d’affectation des surfaces agricoles : si les résidus végétaux intégrés à la ration sont des cultures principales énergétiques et non des couverts d’interculture, cette baisse peut atteindre plus de 20%. 

Le choix du régime du digesteur est donc primordial, l’impact sur la rentabilité étant direct. Simon Peltier, co-fondateur d’AgriCarbone, nous prévient toutefois : « Attention à ne pas baser uniquement sa rentabilité sur les matières à redevance : avec l’augmentation de la densité d’unités sur un territoire à ressources finies, le marché se tend et cela rend ce modèle peu durable. » 

Sécurisation de l’approvisionnement et accompagnement : deux solutions pour fiabiliser sa rentabilité 

La rentabilité d’un projet doit ainsi être évaluée à l’aune des choix du ou des porteurs et en fonction du gisement de matières premières (type, quantité, constance de la qualité et disponibilité dans le temps), à l’échelle de l’exploitation et celle du territoire. Simon Peltier nous explique d’ailleurs que « la clé de voute de la méthanisation est la sécurisation de l’approvisionnement. Pour ce faire, il est nécessaire de contractualiser les approvisionnements sur le plus long terme possible et de diversifier ces gisements. Pour convaincre ses voisins agriculteurs de s’engager, il est vertueux de mettre en œuvre des schémas d’agriculture circulaire : des contrats d’échanges paille / digestat peuvent ainsi être proposés. De façon générale, la valorisation du digestat est un vrai levier de rentabilité, parfois négligé ». 

Si, lorsqu’ils établissent leurs prévisions, il s’avère que les subventions de l’ADEME restent nécessaires pour assurer la rentabilité, les porteurs de projet devront désormais se faire accompagner par un professionnel entré dans la démarche qualité Qualimétha® (portée par le Club Biogaz) afin de pouvoir prétendre au financement (la structure conditionnera son accompagnement aux projets labellisés à partir du 1er janvier 2021).