terrawatt
La transformation de la biomasse et des déchets en biométhane
Terrawatt a conçu et développe la technologie AnyOrg : la transformation des déchets non fermentescibles en biométhane.
Notre activité
Terrawatt propose le déploiement d’unités de production AnyOrg, capables de transformer tous types de déchets organiques en un méthane de synthèse injectable dans les réseaux.
Une alternative propre et efficiente à la mise en décharge ou à l’incinération.
Les unités AnyOrg sont de petite puissance, de 5 à 15 MW, à l’échelle des territoires et constituent une solution pour la production d’énergies décentralisées.
AnyOrg permet de valoriser des déchets organiques, du bois ou même du plastique.
AnyOrg a été validée en laboratoire et fait maintenant l’objet d’un pilotage en environnement industriel.
La commercialisation d’unités AnyOrg est prévue pour 2023.
Les enjeux
Génération de gaz vert
La filière biométhane pourrait représenter à terme entre 50% et 100% du gaz présent dans les réseaux français. Cependant, la disponibilité des matières organiques méthanisables sur notre territoire sera insuffisante pour satisfaire ces attentes. Il convient de déployer une filière dite de « biométhane de synthèse » par pyrogazéification.
Valorisation des déchets
Le procédé AnyOrg transforme en biométhane tous types de déchets organiques non recyclables et non fermentables.
Les déchets traités peuvent être :
du bois,
des déchets verts,
des déchets agricoles ligneux,
des plastiques,
des pneus,
du papier,
du carton,
des textiles,
des CSR (Combustible Solide de Récupération),
des boues de stations d’épuration,
etc.
AnyOrg ? Comment ça marche !
1. Pyrolyse
Les déchets organiques sont portés à haute température dans une atmosphère carencée en oxygène.
Il en résulte trois produits :
- un mélange de gaz incondensables,
- des huiles (ou goudrons),
- et des charbons (ou chars).
Les huiles seront gazéifiés.
Les chars seront :
- soit récupérés et pourront constituer un excellent amendement organique appelé Biochar,
- soit, comme les huiles, gazéifiés à la vapeur d’eau.
2. Cracking des huiles
Les huiles issues de la pyrolyse sont gazéifiées à très haute température dans une unité de cracking, ou vaporeformage.
La réaction chimique n’est généralement pas totale, et le gaz obtenu est un syngaz incondensable, qui doit encore être épuré dans une unité de lavage.
3. Biométhanation
Le syngaz est composé de plusieurs gaz incondensables, principalement H2, CO, CO2, CH4.
Le syngaz est transformé en biogaz, un mélange de CH4 et de CO2, dans l’unité de biométhanation.
Cette transformation est réalisée par des bactéries en milieu aqueux.
L’extraction d’une partie de l’hydrogène présente dans le gaz est possible en amont de cette étape pour obtenir un hydrogène biosourcé.
4. Épuration du biogaz
Le biogaz produit est épuré par séparation du CO2.
Il en résulte un biométhane de synthèse :
- injectable dans les réseaux, ou
- utilisable directement en mobilité.
AnyOrg ? Les avantages de la solution !
Valorisation énergétique des déchets: un rendement élevé
Le rapport PCS méthane produit / PCS intrants transformés est de l’ordre de 65%-70%.
Le rendement du procédé AnyOrg peut atteindre 80% en cas de récupération de la chaleur excédentaire.
La possibilité de traiter des biomasses difficiles
La pyrogazéification est une technologie éprouvée, robuste et adaptée à une grande variété de déchets.
Ainsi, des déchets non traités jusqu’alors pourront être valorisés en biométhane.
L’absence d’émission polluantes à l’atmosphère
Le procédé AnyOrg ne rejette aucune émission polluante à l’atmosphère.
Comme pour les méthaniseurs, aucune installation de traitement de fumées n’est à envisager.
La possibilité d’injecter le biométhane produit dans le réseau
Après épuration du biogaz, le biométhane de synthèse produit par les unités AnyOrg a la même composition que le gaz naturel importé et distribué en France.
Cette nouvelle énergie bénéficiera des infrastructures existantes de transport et distribution.
Les avantages de l’injection dans les réseaux de gaz existants
L’existence d’un important réseau de gaz en France et en Europe procure des avantages considérables :
Une capacité de stockage de plusieurs mois pour des quantités d’énergie considérables (1/3 de la consommation annuelle nationale), telle qu’aucune autre solution ne peut offrir.
Décorrélation production/consommation. L’énergie peut être produite là où la biomasse se trouve, loin des villes et des riverains, et distribuée là où les besoins se trouvent, dans les villes ou les zones industrielles.
Transport invisible, non polluant et sans perte de l’énergie produite. Cette solution évite en particulier la problématique lourde du transport de la biomasse. Mettre des camions polluants, bruyants et encombrants sur les routes et au cœur des villes pour distribuer de la biomasse n’est pas toujours la solution la plus raisonnable.
Transport « gratuit » de l’énergie après entretien du réseau. Le réseau de gaz existe, il est amorti. Il s’agit seulement de l’entretenir. Le coût de transport de l’énergie par ce moyen est de loin le plus faible de tous.
Distribution en tout lieu ou presque, grâce à un réseau français et européen extrêmement développé. Il s’agit d’un capital précieux.
Souplesse car consommateurs multiples. Un réseau de gaz fonctionne comme une place de marché : abondance de producteurs, abondance de consommateurs. On ne choisit pas ses fournisseurs ou ses clients, on ne subit pas leurs évolutions ou leurs défaillances, on ne craint pas les saisonnalités, on ne transporte pas physiquement les molécules : on fait appel à un système dit de « compensation ».
La possibilité offerte à chacun de consommer du gaz renouvelable. Par le mécanisme des Certificats d’Origine chaque consommateur de gaz naturel peut faire le choix de consommer du biométhane, qui est un gaz renouvelable et ne contribue pas au réchauffement climatique.
Une première mondiale
Aujourd’hui, les solutions industrielles de transformation de syngaz en biométhane s’appuient sur la technologie de méthanation catalytique.
Quelques projets pilotes fonctionnent déjà dans le monde et la technologie de pyrogazéification + méthanation catalytique parviendra bientôt à sa maturité industrielle.
Cependant, la technologies de pyrogazéification + méthanation catalytique est complexe et généralement intégrée dans des unités de moyenne ou grande puissance.
À Terrawatt, nous constatons que des unités de faible ou moyenne puissance (5 à 15 MW) ont leur place dans les modèles énergétiques territoriaux.
La solution AnyOrg constitue une solution alternative inédite et prometteuse à l’échelle mondiale.
Elle rendrait possible la valorisation énergétique des déchets au moyen d’installations plus petites, au fonctionnement plus simple et à des coûts d’investissement et d’exploitation inférieurs.
Le business model
Terrawatt envisage de devenir producteur de biométhane.
Des sociétés filiales de Terrawatt seront créées, aux côtés d’investisseurs, qui porteront les unités AnyOrg.
Le projet de recherche Biosyp
Terrawatt a été le coordinateur pendant deux ans (2018-2019) du projet de recherche Biosyp, financé par l’Ademe, en partenariat avec trois centres de recherche nationaux situés dans la région de Toulouse :
L’Institut national polytechnique de Toulouse (INPT), à travers son Laboratoire de génie chimique (LGC),
L’école des Mines d’Albi, à travers son laboratoire Rapsodee,
L’Insa de Toulouse, à travers son laboratoire Critt.
L’objet du projet Biosyp a été la validation par des essais en laboratoire de la faisabilité technique du couplage pyrogazéification/cracking des goudrons/biométhanation et en particulier la détermination des meilleures solutions technologiques concernant les liaisons entre les trois procédés.
Dans ce cadre, le LGC a notamment mené une campagne d’essais de production de syngaz à partir de son pilote de pyrogazéification de biomasse de technologie Repotec.
Le laboratoire Rapsodee a notamment mené une campagne d’essais de production de syngaz à partir de son pilote de pyrolyse de biomasse sur four tournant couplé à un réacteur de vaporeformage.
Et le Critt a mené une campagne d’essais de biométhanation de syngaz, avec des concentrations plus ou moins importantes de polluants gazeux.
Les essais réalisés ont notamment montré que les contraintes concernant les liaisons pyrogazéification-biométhanation sont sensiblement moins fortes que celles portant sur les liaisons pyrogazéification-méthanation catalytique, qui sont déjà mises en œuvre industriellement, et que les difficultés technologiques d’une mise en œuvre de ce type de solution seront peu importantes.
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Projet soutenu par l’Ademe
Le projet de démonstration Titan V
Le projet Titan V a pour objectif de tester le procédé AnyOrg à l’échelle industrielle.
Les essais se déroulent sur deux ans et valideront la faisabilité de la transformation d’un grand nombre de déchets organiques (déchets verts, bois B, plastiques, CSR, etc.) en un biométhane de synthèse
Ce projet est porté par un consortium qui réunit trois entreprises françaises :
Leroux & Lotz Technologies (LLT), spécialisée dans la conception et la construction d’équipements thermiques (chaudières industrielles, équipements de pyrogazéification, etc.), met à disposition Innov’Energy, sa plateforme pilote de pyrogazéification.
Terrawatt a conçu un démonstrateur industriel de biométhanation de syngaz, lequel est connecté à l’unité Innov’Energy de pyrobiométhanation.
GRTGaz, gestionnaire du réseau de transport de gaz, apporte son expertise en gaz naturel et certifie la qualité du biométhane produit. Dans un premier temps, des tests de fonctionnement sont effectués sur la méthanation biologique à partir de gaz stocké dans des bonbonnes.
Dans un premier temps, des tests de fonctionnement sont effectués sur la méthanation biologique à partir de gaz stocké dans des bonbonnes. Ces essais préparent la deuxième étape qui assemble directement le pyrogazéifieur Innov’Energy de LLT au procédé AnyOrg de Terrawatt pour produire du gaz renouvelable valorisable dans le réseau. Cette seconde étape visera également à optimiser les performances du procédé en vue d’une industrialisation de la filière au niveau national.
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Projet soutenu par la Région Pays de la Loire et par Nantes Métropole
Les fondateurs
Les deux fondateurs de la société TerraWatt, Yann Mercier et Sébastien Couzy, ont, par le passé, créé et dirigé Methaneo, une société de développement, construction, investissement et exploitation d’unités de méthanisation territoriales.
A ce titre, ils possèdent une large expérience dans l’exploitation d’unités industrielles complexes de production de gaz renouvelables (notamment l’unité de méthanisation Tiper à Thouars).
Cette expérience contribuera à inscrire Terrawatt dans une approche pragmatique et économique, avec une vision claire des contraintes engendrées par « l’upscaling » et l’exploitation des solutions technologiques qui sont proposées.
Sébastien Couzy
Fondateur
Sébastien a 15 ans d’expérience dans les projets environnementaux et d’énergies renouvelables. Il a été le co-fondateur de Methaneo, avec Yann Mercier, qui a développé et exploité 3 unités de méthanisation de déchets agricoles.
Linkedin : Sébastien Couzy
Yann Mercier
Fondateur
Depuis 25 ans, Yann travaille à élaborer des procédés de transformation de déchets en biogaz. Le couplage de la pyrogazeification à la biométhanation est l’aboutissement de ce retour d’expérience.
Tél. : +33 674 28 28 63
E-mail : yann.mercier@terrawatt.fr
Linkedin : Yann Mercier
