Une technologie innovante
vapocircle : la technologie de vaporisation des résidus de fermentation
Qu'est-ce que VapoCircle ? Le circuit fermé d'évaporation des résidus de fermentation
VapoCircleest la technologie d’évaporation des résidus de digestion mise au point par Biogastechnik Süd : un circuit fermé qui transforme les résidus de digestion liquides en produits de grande valeur. Grâce à l’évaporation thermique et à la condensation, les résidus de digestion sont réduits jusqu’à 70 % de leur volume initial. Ce processus permet d’obtenir simultanémentdu farmAS®(solution de sulfate d’ammonium) etdu farmLC®(concentré liquide), des engrais agricoles de haute qualité présentant une composition nutritive précise. Le système fonctionne avec de faibles émissions, est conforme à la norme TA-Luft et est entièrement fermé : aucune émission d’ammoniac, aucun problème de stockage.
Le problème et la solution
L’électricité ou le carburant issus des énergies renouvelables ne sont pas toujours disponibles exactement au moment où l’on en a besoin. Ces fluctuations sont souvent liées à l’utilisation des énergies renouvelables : les éoliennes produisent de l’électricité dès que le vent souffle et les installations solaires dès que le soleil brille.
Ces fluctuations ont pour conséquence qu’à certains moments, le réseau dispose soit d’un excédent, soit d’un déficit d’électricité. C’est là qu’intervient le grand avantage dela centrale de stockage renouvelable.
Unecentrale à stockage renouvelablecombine les fonctions d’une centrale électrique et d’un système de stockage d’énergie. Elle produit de l’électricité et de la chaleur en fonction des besoins, et ce, précisément au moment où celles-ci sont nécessaires.
L’électricité produite peut être injectée dans le réseau public aux heures de pointe, générant ainsi des recettes plus élevées qui améliorent la rentabilité de l’installation.
Traitement du gaz
Le producteur perçoit des recettes provenant de différents sources, notamment larémunération de base prévue parla loi EEG ou laprime de flexibilité.
La loi EEG 2021 permet également de continuer à bénéficier d’une aide à la flexibilisation. Les exigences en matière de flexibilité stipulent que les installations de biogaz flexibilisées doivent exploiter au moins 85 % de leur puissance installée pendant au moins 1 000 heures par an (4 000 quarts d’heure).
Le producteur dispose de plusieurs options individuelles ou d’une combinaison de plusieurs des possibilités suivantes pour la valorisation du gaz :
Le producteur décide si le gaz est injecté dansle réseau de gazou s’il estcommercialisé directement, en négociant l’électricité directement en bourse.
Un autre avantage pour le producteur réside dans l’utilisation de la chaleur grâce à un grand réservoir tampon destiné à ses propres bâtiments d’exploitation et à d’autres consommateurs, tels que des réseaux de chauffage desservant plusieurs foyers.
Il est également possible d’injecter l’électricité produite dans le réseau publicen fonction des besoinset de profiter ainsi des prix élevés.
Les producteurs ont la possibilité d’utiliser le biométhane commecarburantet d’économiser ainsi une grande quantité de CO₂ par rapport aux carburants conventionnels. L’utilisation de ces sources d’énergie à faible teneur en carbone permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Le CO₂ économisé par les producteurs grâce à ce carburant peut être pris en compte par les compagnies pétrolières dans leur propre bilan carbone, en achetantdes certificats de CO₂.
Le producteur choisit s’il souhaite produire soit de l’électricité, soit du carburant, soit une combinaison des deux (centrale hybride).
La chaîne de fermentation
La technologie VapoCirclecombine les avantages du Returgant Direkt et du Vapogant.
L’association duReturgant Direkt et du système d’évaporation des résidus de fermentation Vapogantpermet d’obtenir uneproduction de gaz supérieure à la moyenneà partir de petits réservoirs. Le filtre de recirculation de biomasse Returgant Direkt assure une fermentation complète des matières premières, ce qui permet d’obtenir un rendement en gaz plus élevé.
Le rendement en gaz est encore accru lorsque leReturgant Direktest suivi d’un traitement par ultrasons réalisé par la WaveBox. L’évaporation permet d’obtenir uneréduction de volumepouvant atteindre 70 % de la quantité annuelle. L’épaississement de la phase liquide peut atteindre 20 % de matière sèche.
Larécupération de chaleuret la réutilisation multiple de celle-ci pour l’évaporation des résidus de fermentation (Vapogant) apportent en outre un avantage en termes d’efficacité énergétique.
Qu'est-ce que Farm AS ?
Farm ASest communémentappeléASL(solution de sulfate d’ammonium), un produit qui peut être fabriqué sur place dans le cadre de l’exploitation agricole. Farm AS est un mélange limpide et incolorequi, selon sa concentration,présente uneteneur en azotepouvant atteindre 8,5 % (= 100 % d’azote ammoniacal).
Utilisé comme engrais,Farm ASfavorise la formation d’humus en stimulant l’activité des organismes du sol. Dans le sol,Farm ASse fixe aux minéraux argileux et à l’humus, ce qui évite les lessivages.
L’utilisation ciblée deFarm ASen tant qu’engrais à libération prolongée s’effectue selon le procédé Cultan. L’épandage directement dans le sol permet de réduire les pertes d’azote qui, sans cela, résulteraient du lessivage et de la dégazéification.
On obtient ainsi un engrais présentant une efficacité maximale pour les plantes, permettant d’atteindre unrendement maximal.
Production d'engrais minéraux
Grâce à la technologie VapoCircle, associée à une installation de biogaz, les agriculteurs peuvent produire leur propre engrais minéral,le Farm AS. Cela permet d’utiliser des engrais azotés au-delà de la limite de 170 kg N. Farm ASest un engrais commercial de grande valeur qui peut également être vendu en cas d’excédent. Grâce à l’évaporation des résidus de fermentation par le système Vapogant, il est désormais possiblede fermenter dessubstrats jusqu’alors considérés comme difficiles à traiter, qui génèrent des quantités accrues d’ammoniac et d’azote (y compris sous forme gazeuse). Grâce à des rotations de cultures intelligentes et à l’utilisation de légumineuses, les besoins en engrais minéraux peuvent être couverts par la production fourragère de l’exploitation, et environ 40 % de Farm AS peuvent en outre être vendus à des agriculteurs qui cultivent, par exemple, des cultures de marché.
Mais comment la fertilisation doit-elle être effectuée et comment les éléments minéraux parviennent-ils finalement jusqu’à la plante ?
Dans le cadredu procédé CULTAN(ControlledUptakeLongTermAmmoniumNutrition), la plante est alimentée en azote concentré grâce à un dépôt d’engrais dans le sol, afin de garantir unenutrition à long terme.
La racine se développe alors en direction de ce dépôt. Cela permet un enracinement meilleur et plus dense, et la plante peut ainsi stocker de plus grandes réserves d’eau.
Avantages de la technologie VapoCircle
Avantages pour l'agriculteur/le producteur
- pas de concurrence entre les producteurs de lait et les producteurs de biogaz,
- valorisation organique du lisier
- production propre d’engrais minéraux Farm AS
- Amélioration du bilan fertilisant grâce à l’apport ou à la transformation des nutriments
- meilleure fluidité grâce à la fermentation et à la séparation
- Économie d’espace de stockage
- Valorisation des excédents fourragers, par exemple l’ensilage d’herbe
Avantages pour l'environnement
- Pôle de ressources
- Formation de l’humus
- réduction de la pollution par l’ammoniac pour l’environnement
- Amélioration du bilan carbone grâce à la valorisation énergétique du lisier
- Utilisation judicieuse du méthane issu du lisier
- Transport en circuit fermé
Avantages pour la population
- Stockage du CO₂
- faible nuisance olfactive lors du transport et de l’épandage
- approche durable
- Approvisionnement énergétique local garanti
- Prévention du « conflit entre l’assiette et le réservoir »
- Apaiser la faim de l’humanité
Pour assurer un approvisionnement alimentaire suffisant à l’humanité, il ne suffit pas de récolter, il faut également recourir à une fertilisation intensive. Jusqu’à présent, la fabrication d’engrais minéraux s’effectue généralement selon un procédé mis au point après la Première Guerre mondiale (procédé Haber-Bosch). La production industrielle d’engrais minéraux nécessite de grandes quantités de gaz naturel, qui est surtout très coûteux.
Dans le meilleur des cas, le Farm AS est produit dans le cadre d’une agriculture comportant de nombreuses prairies ; l’excédent de Farm AS peut alors être utilisé en agriculture pour la culture de plantes de marché (par exemple, le blé) afin d’assurer une fertilisation ciblée avec du Farm AS.
En bref
Grâce à cettecentrale de stockage et de production d’énergie à partir de combustibles renouvelables, les agriculteurs peuvent valoriser de manière durable leurs déchets agricoles, tels que l’ensilage d’herbe, le lisier et les tourteaux de lisier.
Les producteurs injectent de l’électricité dans le réseau et contribuent ainsi à la sécurité d’approvisionnement.
Le biométhane est transformé en carburant. Celui-ci peut, d’une part, être utilisé par le client et, d’autre part, faire l’objet de la vente de quotas de CO₂ à des compagnies pétrolières.
Grâce à la technologie VapoCircle, il est possible de produire son propre engrais minéral FarmAS, qui peut même être vendu en cas d’excédent.
La centrale de stockage renouvelable et la centrale à carburant renouvelable permettent de produire de l’électricité et de la chaleur en fonction des besoins, ainsi que de fabriquer son propre engrais minéral !
