ville durable et changement climatique

Des réalisations françaises à l’international

Méthanisation de boues de stations d'épuration

Chine, Urumqi
Veolia
Eaux usées , Energie
Ville de Urumqi
-140 000 tCO2e/an
(-74 %)
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Le contexte

Située dans le nord-ouest de la Chine, capitale de la province autonome du Xinjiang, la ville d’Urumqi connaît un rapide essor économique depuis le début des années 1990. Conséquence : une explosion de la demande en eau, qui s’est accompagnée d’une forte croissance des besoins en traitement des eaux usées. Dans ce contexte, la municipalité a choisi Veolia pour moderniser et exploiter la station d’épuration d’Hedong qui collecte les eaux usées de 1,5 millions d'habitants et traite jusqu'à 400 000 m3 d'eaux usées par jour.

Le site est équipé de 6 digesteurs  (méthaniseurs) qui permettent :

  • De produire environ 1 000 000 m3 de biogaz par mois. Ce biogaz sert en partie à alimenter des chaudières, 3 cogénérateurs et les ventilateurs de certains process du site. Le site est ainsi autonome pour son chauffage, pour certains de ses process et autoproduit 50% de l'électricité qu'il consomme.
  • De réduire le volume des boues et de les valoriser après traitement. Ainsi en 2014, 27 600 tonnes de boues sèches ont été envoyées en centre de compostage pour permettre la fertilisation des cultures locales. Avant la mise en place de la digestion, ces boues étaient envoyées en centre d’enfouissement sans valorisation.
  • De fournir de l'eau pour l'irrigation dans une région en stress hydrique.  

Dans ce contexte, fort de son expertise internationale en matière de production de biogaz, de normes d’hygiène et de sécurité, ou encore d’équipements de pointe, Veolia a su répondre aux défis majeurs liés à la technologie et à la sécurité, tout en formant des employés et en leur délivrant un savoir-faire technique et opérationnel éprouvés.

 

Enjeux gaz à effet de serre

Cette solution de méthanisation permet de réduire les émissions de GES en :

  • Se substituant à des consommations d'électricité chinoise et de gaz naturel provenant de sources fossiles
  • Captant les émissions de CH4 produites par les boues issues du traitement des eaux usées
  • Utilisant les boues de la station comme fertilisant et en se substituant à la production d'engrais azotés minéraux
  • Limitant le transport aval en réduisant le volume de boues (phénomène non pris en compte dans les calculs)
  • Limitant la quantité de polymères et de chlorure ferrique utilisés pour traiter les boues (phénomène non pris en compte dans les calculs)
Cas de référence

Traitement de 400 000 m3/jour d'eaux usées sans valorisation des boues

Frontière du système :
  • Consommation d'énergie de la station
  • Production de méthane au niveau du site d’enfouissement des boues. Production et épandage d'engrais NPK (quantité d'engrais substitué lorsque l'on épand les boues de station d'épuration) sur Urumqi on produit du compost
Données :
  • Données d'activité (source : Veolia)
    Consommation d'électricité : 25 000 MWh / an
    Solides en Suspension (extraits de la file Eau) : 127 tonnes SS /jour
  • Facteurs d'émissions (source : Veolia - outil EC'Eau)
    Méthanisation au niveau du site d’enfouissement sans récupération : 70 kg CH4 / tonne de boues sèches
    Fabrication et épandage d'engrais azoté (manque à gagner) : 647 kgCO2e / tonne de boues sèches
  • Facteurs d'émissions (source : Base Carbone)
    Electricité Chine : 0,766 kgCO2e / kWh

+ 190 000 tCO2e/an

Cas étudié

Traitement de 400 000 m3/jour d'eaux usées à Urumqi

Frontière du système :
  • Consommation d'énergie de la station
  • Fuite de méthane des méthaniseurs
  • Epandage des boues de station d'épuration (compost)
Données :
  • Données d'activité (source : Veolia)
    Consommation d'électricité : 25000 MWh / an
    Autoproduction d'électricité : 50%
    Solides en Suspension (extraits de la file Eau) : 127 tonnes SS /jour Volume de biogaz produit : 1 000 000 m3 / mois
    Contenu en méthane du biogaz : 60%
    Taux de fuite moyen de CH4 des méthaniseurs : 0,5%
  • Facteurs d'émissions (source : Veolia - outil EC'Eau)
    Fabrication et épandage d'engrais azoté (manque à gagner) : 647 kgCO2e / tonne de boues sèches
  • Facteurs d'émissions (source : Base Carbone)
    Electricité Chine : 0,766 kgCO2e / kWh

+ 50 000 tCO2e/an

Réduction des émissions de GES
50 000 - 190 000 = -140 000 tCO2e/an
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La méthanisation

La méthanisation est un processus industriel mettant en œuvre, à grande échelle, la fermentation anaérobie de matières organiques (en général des déchets d’autres filières). Le biogaz peut être injecté sur le réseau de gaz naturel après raffinage, ou utilisé pour une production locale de chaleur et/ou d'électricité.

 

Les atouts de la filière méthanisation

Le biogaz issu de la filière méthanisation présente différents avantages  par rapport à d’autres énergies renouvelables :

  • Le biogaz  est valorisable sous plusieurs formes : électricité, chaleur. Il peut également être stocké.
  • La production de biogaz s’appuie sur une main d’œuvre locale et non délocalisable.
  • La production d’énergie à base de biogaz n’est pas intermittente.