Les eaux usées, les produits compostables, le gaspillage de l'industrie alimentaire, la paille ou encore les excrêments animaux constituent autant de déchets pouvant être valorisés, notamment par la biomasse. Pourquoi le recours à cette technique n'est-il pas systématique ?
En fait, toutes les formes de biomasses citées plus haut ne peuvent, en principe, être conditionnées ensemble pour produire efficacement de l'énergie. Si les centrales de biomasse sont de plus en plus populaires, notamment en Allemagne - qui en cumule déjà près de 8000 pour une production de 3,75 gigawatts/jour, soit l'équivalant de trois centrales nucléaires. Pourtant, les centrales de biomasses sont entravées par quelques désavantages, tels que l'impossibilité de cumuler des sources d'origines différentes ou encore la concurrence avec les "food plants" (centrales de biomasse utilisant uniquement des déchets alimentaires).
C'est là que le concept largement adaptable de la biobatterie entre en jeu. Des chercheurs ont en effet prouvé qu'il est possible de convertir une multitude de déchets organiques en électricité, en chaleur, en gaz, en carburant ou en biochar (charbon carbonique), et ce en les combinant. De plus, ces différents produits seraient tous de haute qualité.
En effet, les biobatteries, telles que conçues par le Fraunhofer Institute for Environment, Energy and Safety Technology, sont organisées en modules. Elles peuvent donc abriter des centrales de biogaz, des facilités de stockage thermal, des machines pour produire de l'électricité ou encore des carburateurs. Toutes ces activités déclinent le concept de dépollution thermo-catalytique - donc relative à la décoposition d'un corps par la chaleur.
Source image: http://www.gizmag.com/modular-biogas-plant-fraunhofer/36326/
Ci-dessus, un schéma expliquant le principe de la biobatterie modulaire.
Les scientifiques sont donc capables de convertir du carbone en énergie à partir de matériaux organiques, par exemple les résidus de fermentation des centrales de biogaz ou de la production de bioéthanol, des eaux usées et bien d'autres encore. Ainsi, l'avantage principal des biobatteries est que leur versatilité permet de valoriser tout un éventail de déchets organiques qui, jusqu'ici, auraient dû être traités dans les décharges, et donc gaspillés, générant alors un coût important pour les communautés comme pour l'environnement.
Un premier prototype à échelle réduite a déjà prouvé l'efficacité de ce système en utilisant et convertissant trente kilogrammes de déchets organiques de types différents par heure. Les matières premières circulent dans un premier temps dans une écluse anaérobique avant de rencontrer une hélice dont la rotation est constante. A ce moment-là, les matières premières sont chauffées naturellement et se décomposent en biochar et en vapeurs volatiles. Ces vapeurs alternent ensuite les phases de refroidissement et de réchauffement. Elles se condensent petit à petit au long de ce processus et atteignent finalement l'état liquide, composé d'huile organique et d'eau. L'huile ainsi obtenue peut être transformée en bioéthanol ou transférée dans une "power plant" avec le gaz pour générer de l'électricité et de la chaleur. L'eau, chargée en carbone, peut retourner dans la centrale de biomasse pour l'alimenter en augmenant la production de méthane. Enfin, le biochar constitue un excellent fertilisant.
Les biobatteries sont donc efficientes: elles convertissent 75% des matières premières en énergie de haute qualité. Leur efficacité peut encore être améliorée si l'on choisit d'incorporer des dispositifs de chauffage supplémentaire, mais ces derniers sont énergivores. En tout cas, les biobatteries pourraient constituer un élement clé de la production énergétique à l'avenir, puisqu'il est argumenté que la démocratisation des centrales de biomasse pourrait, à elle seule, fournir 1/5 des besoins énergétiques mondiaux, sans pour autant peser sur la production alimentaire.
Sources:
http://www.climatenewsnetwork.net/waste-energy-revolution-boosted-biobattery-idea/
http://www.farmingfutures.org.uk/blog/food-waste-straw-and-manure-can-feed-new-bio-battery-process
http://www.gizmag.com/modular-biogas-plant-fraunhofer/36326/
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