Toute notre société repose sur les déchets, du moins métaphoriquement. Les combustibles fossiles – charbon et pétrole issus de plantes anciennes et de résidus organiques millénaires – alimentent notre réseau électrique depuis l'ère industrielle. En 2020, sur les 3,8 billions de kWh consommés aux États-Unis, la majorité provenait de ces sources. Le problème : ces "déchets" ancestraux devaient rester enfouis, piégeant les gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique.
La bonne nouvelle est que nous produisons constamment de nouveaux déchets riches en carbone. En 2018, un Américain moyen générait 4,9 livres (environ 2,2 kg) de déchets par jour. Ces déchets pourraient-ils remplacer notre dépendance aux fossiles ?
Nous savons brûler des matières carbonées pour produire de l'énergie, mais incinérer les ordures a des inconvénients : émissions de NOx, SO2, particules, métaux lourds et dioxines, plus des gaz à effet de serre équivalents à plus de la moitié de ceux du charbon. De plus, le rendement est faible. "Une grande partie de l'énergie s'échappe", explique Johan Enslin, directeur du programme Energy Systems à l'université de Clemson.
Transformer les déchets en énergie ne se limite pas à la combustion. Le gaz naturel, formé par décomposition anaérobie souterraine en méthane (CH4), illustre ce processus. Nos décharges et fosses à lisier produisent du méthane en surface, un gaz 25 fois plus puissant que le CO2 pour le piégeage de chaleur. Les décharges municipales sont la 3e source de méthane anthropique aux États-Unis.
Le biogaz – mélange de CO2 et de méthane issu de la décomposition – est exploité depuis la fin du XIXe siècle. En Europe, plus de la moitié de la production sert à générer de l'électricité.
Several méthodes existent : digesteurs anaérobies où les déchets se décomposent sans oxygène, produisant du gaz pour moteurs ou turbines ; ou piles à combustible séparant hydrogène en électrons pour un courant propre.
Les producteurs se divisent en biodigesteurs, récupération en décharge et stations d'épuration. Les décharges dominent, fournissant 17 milliards de kWh (moins de 0,5 % de la consommation US).
Fermes et stations d'épuration offrent un fort potentiel. Seulement 20 élevages transforment leurs effluents en énergie (173 millions de kWh), mais l'EPA identifie 8 000 sites potentiels pour 16 milliards de kWh annuels. En 2017, 860 stations sur 16 000+ produisaient du biogaz.
Cela ne suffira pas seul, mais complète éolien et solaire, fiables car constants. Les politiques sont clés : l'UE, avec 20 % renouvelables visés en 2009, produit la moitié du biogaz mondial. Les objectifs Biden (zéro carbone en 2035) boostent les projets RNG (de 219 à 312 en 2020), potentiellement 10 % du gaz naturel US.
Alimenter tout le réseau avec des déchets ? Peu probable. Mais capter ce méthane réduit les émissions. Apprenons des erreurs fossiles.
Cet article est paru initialement dans le numéro "Messy" printemps 2022 de PopSci. Découvrez plus d'histoires PopSci+.
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