La biomasse est l’ensemble des matières organiques d'origine végétale (microalgues incluses), animale, bactérienne ou fongique (champignons), qui peuvent être utilisé pour produire de l'énergie. C’est une énergie neutre en carbone, qui est 100% renouvelable uniquement si sa régénération est au moins égale à sa consommation (par exemple, l’utilisation du bois ne doit pas conduire à une diminution du nombre d’arbres).
Cette énergie peut en être extraite par combustion directe (ex. : bois énergie), ou par combustion après la méthanisation (biogaz) ou d'autres transformations chimiques (dont la pyrolyse, la gazéification, la carbonisation hydrothermale, etc.).
Trois modes de valorisations de la biomasse existent : thermique, chimique et biochimique.
Confronté au changement climatique et à la perspective d'une crise des ressources en hydrocarbures fossiles ou uranium, le monde s’intéresse de plus en plus à la biomasse.
Elle répond aux enjeux du développement durable et d'économie circulaire ; en réduisant l’utilisation excessive des énergies fossiles pour réduire les émissions globales de gaz à effet de serre.
En 2019, selon l'Agence internationale de l'énergie, la biomasse fournissait 56 813 PJ d'énergie, soit 9,2 % de l'énergie primaire consommée dans le monde, 542,6 TWh d'électricité, soit 2,0 % de la production mondiale d'électricité, et 3,3 % de l'énergie consommée par les transports.
Au Sénégal, la biomasse, à travers le bois-énergie et le charbon de bois, représente la principale source d’approvisionnement en énergie pour les ménages. Elle contribue à hauteur de 84% dans leur consommation énergétique et constitue par ailleurs la source d’énergie dominante dans le bilan énergétique national avec 42 %.
Typologie de biomasse
Il existe trois formes de biomasse avec des caractéristiques physiques très variées :
les solides (ex : paille, copeaux, bûches) ;
les liquides (ex : huiles végétales, bio-alcools) ;
les gazeux (ex : biogaz).
Mode de valorisation
La valorisation énergétique de la biomasse peut produire trois formes d'énergie utile, en fonction du type de biomasse et des techniques mises en œuvre :
de la chaleur ou de l’électricité ;
du gaz ;
du biocarburant.
Production de chaleur et d’électricité : combustion, pyrolyse, gazéification
La combustion libère de la chaleur par l'oxydation complète du combustible, en général en présence d'un excès d'air. La vapeur ainsi obtenue est utilisée dans les procédés industriels, dans les réseaux de chauffage urbain ou dans la production d’électricité à l’aide d’une turbine ou un moteur à vapeur. La production combinée de chaleur et d'électricité est appelée cogénération.
La pyrolyse est la décomposition de la matière carbonée (issue de la biomasse) sous l’action de la chaleur. Elle conduit à la production d'un solide, le charbon de bois ou le charbon végétal, d'un liquide, l'huile pyrolytique, et d'un gaz combustible.
La gazéification consiste en une réaction entre le carbone issu de la biomasse et des gaz réactants (la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone). C’est la transformation de la matière solide en un gaz combustible composé d’hydrogène et d’oxyde de carbone. Ce gaz, après épuration et filtration, est brûlé dans un moteur à combustion pour la production d'énergie mécanique ou d'électricité. La cogénération est également possible avec la technique de gazéification ;
Production de gaz
Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques en l'absence d'oxygène. C'est un gaz combustible composé essentiellement de méthane et de dioxyde de carbone. Il peut être brûlé sur son lieu de production pour obtenir chaleur et électricité ou purifié pour obtenir du biométhane utilisable comme gaz naturel pour véhicules ou injectable sur le réseau de distribution de gaz naturel.
Production de biocarburants
Les biocarburants sont des carburants liquides ou gazeux créés à partir d’une réaction entre l’huile (colza, tournesol) et l’alcool dans le cas du biodiesel ; ou à partir d’un mélange de sucre fermenté et d’essence dans le cas du bioéthanol .
Ils peuvent être obtenus à partir :
des graines appelés biocarburants de 1ère génération ;
des résidus non alimentaires (paille, tiges, bois) appelés biocarburants de 2ème génération ;
d’hydrogène produit par des micro-organismes ou à partir d’huile produite par des microalgues appelés 3ème génération.
Avantages de la biomasse
La valorisation énergétique de la biomasse peut permettre d’augmenter la part des énergies renouvelables dans un mix énergétique et de réduire la dépendance aux énergies fossiles. La transformation de déchets municipaux et agro-industriels en énergie, la production durable et l'utilisation des biocombustibles peut dans une large mesure aider dans l’atteinte des objectifs de diversification des sources d’énergie.
De plus, elle participe à la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre dans la mesure où le CO2 dégagé par la combustion des bioénergies est compensé par le CO2 absorbé par les végétaux lors de leur croissance.
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