Exemple de pratique

Hünenberg : un projet phare pour la transition énergétique régionale

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Ce qui a commencé il y a plus d'une décennie comme une collaboration visionnaire entre la commune, la corporation forestière et la coopérative électrique s'est transformé en une véritable success story pour Hünenberg : BiEAG valorise la biomasse régionale - du fumier et du lisier au bois de forêt - de manière très efficace dans une centrale thermique moderne, afin d'approvisionner des milliers de foyers en électricité verte et en chauffage à distance de manière fiable, apportant ainsi une contribution décisive à l'avenir durable de la cité de l'énergie.

Sur l'autoroute entre Zurich et Lucerne, les deux grands conteneurs ronds avec d'étranges capots de gaz beiges sont bien visibles. Des objets insolites sur le sol de la commune pas tout à fait ordinaire de Hünenberg. Au cours des dernières décennies, de nombreux bons contribuables se sont installés dans ce village jusqu'alors rural, grâce à sa belle situation résidentielle et à sa bonne desserte. La commune financièrement solide du canton de Zoug, qui compte plus de 8800 habitants, poursuit depuis la fin des années 90 une politique énergétique prudente qui soutient, à l'aide d'un programme de promotion, la construction écologique et l'utilisation de technologies durables.

En 2006, la commune, la corporation forestière de Hünenberg et la coopérative électrique de Hünenberg (EGH) ont fondé une communauté d'intérêts dans le but de produire de l'électricité et de la chaleur de manière écologique et économiquement viable. Dès 2008, les trois partenaires ont fondé la société BiEAG Biomasse Energie AG, avec l'idée de projet de créer une centrale de chauffage à biomasse (ou CCF). Toutes les conditions étaient favorables à une mise en œuvre rapide du projet. L'autorisation de vendre de l'électricité au tarif d'une rétribution à prix coûtant du courant injecté (RPC) a donné aux exploitants de l'installation le signal de départ pour la construction de la centrale. En plus de la RPC, l'entreprise BiEAG tire des revenus de la vente de la chaleur résiduelle via le réseau de chauffage urbain à partir de la centrale de cogénération ou du chauffage à copeaux de bois (sept-mai) et du commerce d'attestations de compensation de CO2.

Le réseau de chauffage urbain s'agrandit

La bonne collaboration entre les trois initiateurs présente de nombreux avantages. Ainsi, la centrale de chauffage à la biomasse, déjà opérationnelle en 2011, se trouve sur le sol de la corporation ; toutes les parties de l'installation (installation de biogaz, chauffage aux copeaux de bois, transfert de chaleur, etc.) ont pu être construites dans le cadre du contrat de droit de superficie.

Le fait que l'installation ait été construite un peu à l'écart de la zone à bâtir, dans une dépression du terrain, est une bonne chose. Les éventuelles émissions d'odeurs ne sont donc pas un problème, mais d'un autre côté, la centrale énergétique n'est pas très éloignée du centre de l'agglomération. Cela a favorisé la mise en place d'un réseau de chauffage urbain.

La commune - entre-temps labellisée «Cité de l'énergie» - a montré l'exemple au début en faisant raccorder les écoles, la maison communale et le centre d'entretien au réseau. Le couvent des bénédictines dans le quartier de Lindencham a également été l'un des premiers bénéficiaires de la chaleur. Dans le sillage de la commune, des particuliers ont rapidement suivi en raccordant des immeubles d'habitation existants et de nouvelles constructions.

Dans le bureau du directeur de BiEAG, Patrick Birrer, des têtes d'épingle rouges symbolisent sur un extrait de carte les demandes actuelles de propriétaires d'immeubles pour des raccordements au réseau de conduites de chauffage à distance en constante expansion. «Nous sommes en expansion continue, chaque année de nouveaux raccordements suivent», déclare Birrer. Entre-temps, pas moins de 2500 unités d'habitation sont raccordées au réseau. Les trois responsables de BiEAG sont prêts à investir dans la croissance. Néanmoins, la question se pose : chaque personne intéressée obtient-elle un raccordement ? Le directeur fait des considérations de gestion et répond diplomatiquement : «Plus la puissance de raccordement prévue est élevée et plus l'immeuble est proche de la ligne principale, plus le nouveau raccordement individuel est économique». Après tout, les sections de lignes des ternes principaux sont suffisamment dimensionnées pour permettre des raccordements pendant des années.

Et lorsqu'un investissement est nécessaire de toute urgence, on ne lésine pas sur les moyens. Ainsi, la BiEAG a récemment installé une nouvelle ̶ centrale de cogénération à moteur à gaz du fabricant INNIO Jenbacher, installée par la société IWK, qui apporte une puissance thermique et électrique nettement supérieure à celle du modèle précédent.

Un pipeline pour le lisier

La fermeture des cycles biologiques est une préoccupation majeure des responsables de BiEAG. Afin de réduire au maximum le trafic lors de la livraison des substrats, les investisseurs ont décidé de construire un système de conduites sous pression pour le lisier en même temps que l'installation de biogaz et la centrale de cogénération. Cela permet de pomper jusqu'à 33 000 tonnes de lisier liquide de 12 exploitations agricoles vers l'installation de biogaz, sans odeur et sans déplacement de tracteur. Ce pipeline de matières premières sert aussi, à l'inverse, à pomper le lisier riche en nutriments, mais inodore, des entrepôts de fermentation. Le méthane produit par le processus de fermentation est brûlé dans le moteur à gaz de la centrale de cogénération. Le processus de combustion fait réagir le méthane avec l'oxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau.

Un exercice d'équilibre

L'apport régulier de lisier et de digestat solide par les agriculteurs constitue certes le matériau de base pour le fonctionnement de l'installation de biogaz, qui fonctionne toute l'année et produit le gaz propulseur pour la centrale de cogénération. En revanche, les co-substrats fermentescibles provenant d'autres sources, comme la mélasse issue du traitement des betteraves sucrières, les déchets de la restauration (restes de repas, graisses), le perméat de l'industrie laitière, les schlamms des distilleries et les déchets du commerce des fruits et légumes, sont plus riches en énergie. «J'obtiens ainsi un rendement en gaz jusqu'à cinq fois supérieur à celui du substrat de fermentation agricole», explique Birrer. Ces "co-substrats" ne doivent toutefois pas dépasser 20% de la biomasse introduite, sinon l'exploitant de l'installation ne respecte pas ses conditions de bonus RPC.

Le bois prend de l'importance

Mais la biomasse est plus que du biogaz. En effet, en termes de performance, l'installation de biogaz se heurte à des limites. L'agriculture est en pleine mutation structurelle et le digestat doit parfois être acheminé depuis des fermes isolées. De plus, les digesteurs sont construits et atteignent leurs limites de performance.

D'autre part, le réseau de chauffage urbain ne cesse de croître. Le chauffage aux copeaux de bois entièrement automatisé joue ici un rôle important en tant que deuxième générateur de chaleur, fournissant entre-temps deux tiers de la chaleur injectée dans le réseau de chauffage à distance pendant l'année. De septembre à mai, elle est alimentée par environ 11‘000 m3 de copeaux de bois, avec l'obligation de se procurer le bois le plus localement possible, dans un rayon de 25 km.

Dans l'atelier, il y a suffisamment de place pour un deuxième chauffage à plaquettes qui pourrait être activé à l'avenir pour les pics de demande en hiver. Une chaudière au gaz naturel sert déjà aujourd'hui de chaudière de secours en cas de panne de l'installation, de travaux de maintenance ou pour couvrir les pics de demande.

L'avenir

Compte tenu de l'augmentation des raccordements, l'avenir immédiat de BiEAG est assuré. Une certaine incertitude règne quant aux futures conditions-cadres de la politique énergétique de la Confédération. En effet, les instruments de promotion tels que la RPC ne sont pas gravés dans le marbre et pourraient éventuellement être remplacés par des contributions aux investissements. La BiEAG se prépare à divers scénarios et vise une exploitation plus rentable. En effet, les hivers doux attendus ne doivent pas avoir de répercussions négatives sur les comptes de l'entreprise.

Le couplage chaleur-force de BiEAG Hünenberg en chiffres

Quantité de chaleur produite par an (2020)12,8 millions de kWh
Part du chauffage aux copeaux de bois (69%)8,7 millions de kWh
Part de la cogénération (23%*)    2,9 millions de kWh
Part du chauffage au gaz naturel (8%)  1,0 million de kWh
Longueur du filet2 x 16,5 km
Unités d'habitation2500
*Mise en service de la centrale de cogénération JMS 312, prévision pour 2021 : 3,7 millions de kWh (part : env. 29%)
Injection d'électricité dans le réseau (2020) 3 038 MWh
Puissance installée
INNIO Jenbacher Moteur à gaz (électr.)  440 kW (mod. précédent : 300 kW)
INNIO Jenbacher Moteur à gaz (therm.)  480 kW (mod. précédent : 440 kW)
Chauffage aux copeaux de bois (therm.) 2’400 kW    
La „logistique“ de la biomasse“
Conduite de pression du purin   2 x 8,5 km (12 fermes connectées)
Plus d'informations :
BiEAG
Biomasse Energie AG
Patrick Birrer, directeur général
Fildern 5, 6331 Hünenberg
pbirrer@bieag.ch
bieag.ch
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Le lisier fermenté est stocké dans deux grands silos. Remarquez la comparaison de taille, à droite le directeur de BiEAG, Patrick Birrer.
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Ce n'est que récemment que la BiEAG a installé un nouveau moteur à gaz du fabricant INNIO Jenbacher, dont la puissance thermique (480 kW - modèle précédent : 440 kW) et électrique (440 kW - modèle précédent : 300 kW) est nettement supérieure à celle du moteur précédent.
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Dans le bureau du directeur de BiEAG, Patrick Birrer, des têtes d'épingles colorées symbolisent sur l'extrait de carte de Hünenberg les demandes actuelles de raccordement au réseau de chauffage urbain de la part de propriétaires d'immeubles.
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Vue de la chambre de combustion à haute température du chauffage aux copeaux de bois entièrement automatisé - le deuxième générateur de chaleur de BiEAG.
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Chaque année, environ 11 000 m3 de copeaux de bois séchés sont livrés, provenant le plus souvent des forêts de la corporation. Des machines spéciales transforment sur place les rondins, les branches ou les résidus de bois de scierie en plaquettes.
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Le digestat sec continue d'être livré par des véhicules utilitaires agricoles.
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Dans le déchiqueteur à flux transversal, les gros substrats (balles de silo, fumier, etc.) sont broyés afin d'optimiser le processus de décomposition en biogaz.
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Les déchets organiques issus de l'industrie alimentaire sont broyés à l'aide d'un broyeur à marteaux et séparés des matériaux d'emballage. Ils subissent en outre un prétraitement thermique (à +70°C) avant d'être introduits dans le fermenteur. Ce processus en amont préserve l'action des micro-organismes sensibles.
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Toutes les conduites pour le transport du lisier frais et fermenté convergent vers la salle des pompes.
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Vue aérienne de la centrale de cogénération à biomasse avec le bâtiment de l'usine (à gauche), 2 digesteurs avec hottes à gaz (à droite au fond), 2 entrepôts de lisier (à droite au premier plan).

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