Exemple de pratique

Hünenberg : Un projet phare pour la transition énergétique régionale

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 est devenu une véritable réussite pour Hünenberg : la BiEAG valorise la biomasse régionale – du fumier et du lisant jusqu'au bois de forêt – avec une haute efficacité dans une centrale thermique moderne afin d'alimenter de manière fiable des milliers de foyers en électricité verte et en chauffage urbain, apportant ainsi une contribution décisive à l'avenir durable de la Ville de l'énergie.

Pendant le trajet sur l'autoroute entre Zurich et Lucerne, les deux grands réservoirs circulaires dotés de curieuses cloches à gaz beiges sont bien visibles. Des objets inhabituels sur le sol de la commune pas tout à fait ordinaire de Hünenberg. Au cours des dernières décennies, grâce à un cadre de vie agréable et à de bonnes liaisons de transport, de nombreux contribuables aisés ont emménagé dans ce village jusqu'alors à caractère rural. La commune financièrement forte du canton de Zoug, qui compte un peu plus de 8 800 habitants, poursuit déjà depuis la fin des années 1990 une politique énergétique avisée, soutenant la construction respectueuse de l'environnement et l'utilisation de technologies durables à l'aide d'un programme de subventions.

En 2006, la commune politique a fondé, conjointement avec la corporation forestière de Hünenberg et la coopérative électrique de Hünenberg (EGH), une communauté d'intérêts dans le but de produire de l'électricité et de la chaleur d'une manière écologiquement viable et économiquement supportable. Dès 2008, les trois partenaires ont fondé la BiEAG Biomasse Energie AG, avec l'idée de projet de construire une centrale de cogénération biomasse (ou CCB). Toutes les conditions pour une mise en œuvre rapide du projet étaient favorables. L'approbation de la vente d'électricité au tarif de la rétribution de l'injection à coûts couvrant (RIC) a été le signal de départ pour les exploitants de l'installation. En plus de la RIC, l'entreprise BiEAG génère des revenus grâce à la vente de la chaleur résiduelle via le réseau de chauffage à distance provenant de la centrale de cogénération ou du chauffage au bois (de septembre à mai) et grâce au commerce de certificats de compensation de CO2.

Le réseau de chauffage urbain s'étend

La bonne collaboration entre les trois initiateurs présente de nombreux avantages. Ainsi, la centrale de chauffage au bois et à biomasse, déjà opérationnelle en 2011, se trouve sur le terrain de la corporation ; tous les éléments de l'installation (unité de méthanisation, chauffage à copeaux de bois, transfert de chaleur, etc.) ont pu être construits dans le cadre d'un contrat de droit de superficie.

Il tombe bien que l'installation ait été construite un peu à l'écart de la zone à bâtir, dans une cuvette. D'éventuelles émissions d'odeurs ne posent ainsi aucun problème, et d'autre part, la centrale énergétique n'est pas loin du noyau de la localité. Cela a favorisé la création d'un réseau de chauffage à distance.

La commune politique – entre-temps distinguée comme «Cité de l'énergie» – a d'abord donné l'exemple en faisant raccorder au réseau les bâtiments scolaires, l'Hôtel de Ville et le centre technique. De même, le couvent de bénédictines du quartier de Lindencham a figuré parmi les premiers preneurs de chaleur. Dans le sillage de la commune, des investisseurs privés ont rapidement suivi en raccordant des immeubles collectifs existants et de nouveaux lotissements.

Dans le bureau du directeur de BiEAG, Patrick Birrer, des têtes d'épingles rouges sur un extrait de carte symbolisent les demandes actuelles de propriétaires immobiliers concernant des raccordements au réseau de chauffage urbain en constante expansion. « Nous sommes continuellement en train d'élargir le réseau, de nouveaux raccordements suivent chaque année », déclare M. Birrer. Pas moins de 2 500 logements sont désormais raccordés au réseau. Les trois actionnaires de BiEAG sont disposés à investir dans la croissance. Néanmoins, la question se pose : tout intéressé obtient-il un raccordement ? Le directeur se livre à des réflexions de gestion d'entreprise et répond avec diplomatie : « Plus la puissance de raccordement prévue est élevée et plus le bien immobilier est proche de la conduite principale, plus le nouveau raccordement individuel est rentable. » Après tout, les diamètres des conduites principales sont dimensionnés de manière suffisamment large pour permettre des raccordements pour les années à venir.

Et lorsqu'un investissement s'avère indispensable, on ne lésine pas sur les moyens. Ainsi, la BiEAG a récemment installé une nouvelle cogénération gaz — fournie par l'entreprise IWK et fabriquée par INNIO Jenbacher — qui offre des performances thermiques et électriques nettement supérieures à celles du modèle précédent.

Un pipeline pour le lisier

La fermeture des cycles biologiques tient particulièrement à cœur aux responsables de BiEAG. Afin de réduire au maximum le trafic lié à la livraison des substrats, les investisseurs ont pris la précaution de construire, en même temps que l'unité de méthanisation et la cogénération (CHP), un vaste réseau de canalisations sous pression pour le lisier. Il est ainsi possible de pomper jusqu'à 33 000 tonnes de lisier liquide sans odeur et sans trajets de tracteur depuis 12 exploitations agricoles vers l'unité de méthanisation. Inversement, cet ‘ oléoduc » de matières premières sert également à repomper le digestat riche en nutriments mais inodore des bassins de stockage. Le méthane produit par le processus de fermentation est brûlé dans le moteur à gaz de la cogénération. Par ce processus de combustion, le méthane réagit avec l'oxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau.

Un exercice d'équilibre

L'apport régulier de lisier et de substrat de fermentation solide par les agriculteurs constitue certes la matière première nécessaire au fonctionnement de l'installation de biogaz, qui fonctionne toute l'année et produit le gaz combustible destiné à la centrale de cogénération. Les co-substrats fermentables provenant d’autres sources sont toutefois plus riches en énergie, comme par exemple la mélasse issue de la transformation des betteraves sucrières, les déchets de restauration (restes alimentaires, graisses), le perméat de l’industrie laitière, les drêches de distillerie et les déchets issus du commerce des fruits et légumes. « J’obtiens ainsi un rendement en gaz jusqu’à cinq fois supérieur à celui obtenu à partir d’un substrat de fermentation agricole », précise M. Birrer. Ces « co-substrats » ne doivent toutefois pas représenter plus de 20% de la biomasse alimentée, faute de quoi l’exploitant de l’installation enfreint les conditions d’octroi du bonus KEV.

Le bois prend de l'importance

Cependant, la biomasse est plus que du biogaz. En effet, en matière de performance, l'installation de biogaz atteint ses limites. L'agriculture connaît une mutation structurelle et le digestat doit parfois être acheminé depuis des fermes éloignées. De plus, les digesteurs sont construits et atteignent leurs limites de performance.

D'un autre côté, le réseau de chauffage urbain ne cesse de croître. La chaudière à copeaux de bois entièrement automatique y joue un rôle important en tant que deuxième générateur de chaleur, fournissant désormais les deux tiers de la chaleur injectée chaque année dans le réseau de chauffage urbain. De septembre à mai, elle est alimentée par environ 11 000 m3 de copeaux de bois, avec l'obligation de se procurer le bois de manière aussi régionale que possible, dans un rayon de 25 km.

Dans l'atelier, il y a assez de place pour une deuxième chaudière à copeaux de bois, qui pourrait être activée à l'avenir pour répondre aux pics de demande en hiver. Une chaudière au gaz naturel sert déjà aujourd'hui de chaudière de secours en cas de panne d'installation, lors de travaux de maintenance ou pour couvrir les pics de demande.

L'avenir

Compte tenu de l'augmentation des raccordements, l'avenir immédiat de la BiEAG est assuré. Une certaine incertitude subsiste quant aux conditions cadres futures de la politique énergétique fédérale, car les instruments d'encouragement tels que la RPC ne sont pas gravés dans le marbre et pourraient éventuellement être remplacés par des contributions d'investissement. La BiEAG se prépare à divers scénarios et vise une exploitation plus rentable, afin que les hivers doux attendus ne se répercutent pas négativement sur la comptabilité de l'entreprise.

Cogénération de la BiEAG Hünenberg en chiffres

Production de chaleur par an (2020)12,8 Mio. kWh
Part du chauffage aux copeaux de bois (69%)8,7 mio de kWh
Part des centrales de cogénération (23%*)    2,9 Mio. kWh
Part du chauffage au gaz naturel (8%)  1,0 Mio. kWh
Longueur de réseau2 x 16,5 km
Unités d'habitation2500
*Mise en service de la centrale de cogénération JMS 312, prévisions pour 2021 : 3,7 millions de kWh (part : environ 29%)
Injection d'électricité dans le réseau (2020) 3 038 MWh
Puissance installée
Moteur à gaz INNI Jenbacher (électr.)  440 kW (Mod. préc. : 300 kW)
moteur à gaz INNI Jenbacher (thermique)  480 kW (mod. préc. : 440 kW)
Chauffage au bois déchiqueté (therm.) 2 400 kW    
Logistique de la biomasse„
conduite de refoulement de lisier   2 x 8,5 km (12 fermes raccordées)
Plus d'informations :
BiEAG
Biomasse Energie AG
Patrick Birrer, Directeur général
Fildern 5, 6331 Hünenberg
pbirrer@bieag.ch
bieag.ch
Du purin fermenté est stocké temporairement dans deux grands silos. À noter la comparaison de taille, à droite le directeur de BiEAG, Patrick Birrer.
La BiEAG a récemment installé un nouveau moteur à gaz du fabricant INNIO Jenbacher, qui présente, par rapport au modèle précédent, des performances thermiques (480 kW contre 440 kW pour le modèle précédent) et électriques (440 kW contre 300 kW pour le précédent) nettement supérieures.
Dans le bureau du directeur de BiEAG Patrick Birrer, des têtes d'épingles colorées sur un extrait de carte de Hünenberg symbolisent les demandes actuelles de propriétaires immobiliers concernant des raccordements au réseau de chauffage à distance.
Vue dans la chambre de combustion à haute température de la chaudière automatique à copeaux de bois – le deuxième générateur de chaleur de la BiEAG.
Environ 11 000 m3 de copeaux de bois séchés — principalement issus des forêts de la corporation — sont livrés chaque année. Des machines spéciales transforment sur place du bois rond, des branches ou des déchets de scierie en copeaux de bois.
Le substrat de fermentation sec continue d'être livré par des véhicules utilitaires agricoles.
Dans le broyeur à flux croisé, les grands substrats (balles d'ensilage, fumier, etc.) sont broyés afin d'optimiser le processus de dégradation en biogaz.
Les déchets organiques de l'industrie alimentaire sont broyés à l'aide d'un broyeur à marteaux et séparés de leur emballage, puis traités thermiquement (à +70 °C) avant d'entrer dans le digesteur. Ce processus en amont protège l'action des micro-organismes fragiles.
Dans la salle des pompes convergent toutes les conduites destinées au transport du lisier frais et fermenté.
Vue aérienne de la centrale biomasse avec le bâtiment de l'usine (à g.), 2 digesteurs avec des dômes de gaz (à d. à l'ar.-plan), 2 fosses à lisier (à d. au prem. plan)

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