Analyse environnementale d’installations de méthanisation agricole en élevage porcin

51es Journées de la Recherche Porcine, 5 et 6 février 2019, Paris, p. 187-192, par Sandrine Espagnol et al.

Déterminer les performances environnementales de la production de biogaz agricole s’avère complexe car les installations répondent à plusieurs objectifs. Ainsi, les choix de périmètre et d’unité d’expression des impacts lors de l’évaluation ont toute leur importance. La présente étude évalue les impacts environnementaux de six scénarios de méthanisation agricole impliquant des lisiers porcins: M1-petite-méthanisation de lisier (50 kW de puissance installée), M2-méthanisation de lisier avec du maïs ensilage et des déchets d’agro-industries et de collectivités (200 kW) et quatre autres scénarios à base de lisier et de déchets (200 kW) traitant de diverses manières les digestats, dans un objectif de résorption de N et P (M3-transport longue distance, M4-compostage, M5-séchage, M6-traitement biologique). Leurs bilans environnementaux sont évalués par Analyse de Cycle de Vie en considérant cinq impacts : changement climatique (CC), demande en énergie non renouvelable (DE), eutrophisation (E), acidification (A) et occupation des sols (OS). Les unités fonctionnelles retenues sont : le kWh produit et valorisé, le kg de porc en sortie d’élevage et le kg d’azote résorbé. Elles se rapportent respectivement aux trois fonctions retenues : la production d’énergie renouvelable, la réduction des impacts environnementaux des élevages, et la résorption des excédents de N. Les résultats témoignent de l’intérêt environnemental de la méthanisation agricole sur l’impact DE pour produire de l’énergie renouvelable dans le contexte du mix énergétique français. Les élevages impliqués dans la méthanisation voient également leurs impacts CC, DE et A diminuer. Les différentes fonctions évaluées montrent les atouts et limites des six options de méthanisation. Des prédicteurs de performance sont mis en évidence : l’équilibre du ratio N/ potentiel méthanogène des substrats, la valorisation optimisée de la chaleur et la couverture des ouvrages.

Environmental assessment of agricultural biogas plants on pig farms

Assessing the environmental performance of agricultural biogas production is complex because the development of anaerobic digestion has several goals. Indeed, the choice of system perimeter and functional unit has major importance. This study assessed environmental impacts of six biogas units associated with a pig farm: M1-small plant using only pig slurry (50 kW); M2-larger plant (200 kW) using slurry, maize silage and agro-industrial waste; and four other scenarios using both slurry and waste (200 kW) and implementing different digestate processing chains to reduce N and P in farm outputs (M3-long distance transport, M4-composting, M5-drying belt, M6-biological treatment). Their environmental performance, assessed by Life Cycle Assessment, considered five impacts: climate change (CC), cumulative energy demand (ED), eutrophication (E), acidification (A) and land occupation (LO). The functional units were kWh produced and used, kg of animal live weight at the farm gate and kg of N “resorbed”. Respectively, these units are linked to three current goals for biogas plants: production of renewable energy, reduction of pig farm impacts and resorption of nitrogen in excess. The results show lower ED for the kWh produced by anaerobic digestion in the context of the French energetic mix. Moreover, the pig farm associated with the biogas unit reduces its CC, ED and A impacts. The multiple functional units studied highlight advantages and disadvantages of the six biogas scenarios. Drivers of performance were identified: balancing N content and methane potential of the inputs, good use of the heat produced and covering of the storage units.