Bio-méthanation par injection de dihydrogène. Etat de l’art technico-économique et potentiel d’émergence

Résumé

Dans la dernière étape de la méthanisation, des microorganismes transforment le CO2 et l’H2 en méthane (CH4) et en eau : c’est la méthanation biologique. Par sa complexité, la voie in-situ comporte encore de nombreux verrous technologiques. En revanche, les procédés ex-situ sont techniquement maitrisés à ce jour et mis en œuvre selon plusieurs modalités (épuration de biogaz, power-to-gas, méthanation de syngaz). Si les développements industriels sont encourageants, les modèles économiques demeurent incertains. Dans la perspective d’étudier le potentiel d’émergence, en particulier en synergie avec les autres filières gaz renouvelables (biométhane et hydrogène), l’étude présente les grandes tendances de la digestion anaérobie puis un état de l’art des filières de production, stockage, distribution d’H2. Le cœur du rapport est un état de l’art de la méthanation biologique par injection de H2, sous l’angle des aspects biologiques, des paramètres opératoires et des types de réacteurs. Les acteurs industriels ainsi que leurs références sont présentés tout comme les principaux auteurs scientifiques. Ce travail bibliographique est complété par deux études de faisabilité 1/sur le couplage méthanisation + méthanation (150 Nm3/h de biométhane) et 2/ dans le cadre d’une unité power-to-gas (20MWe). Enfin une étude du potentiel d’émergence basée sur l’identification de cas d’usage précis permet de dégager 3 segments prioritaires de développement, des recommandations pour les acteurs de la filière et des pistes de recherche complémentaires.