Comment une laiterie récolte du méthane pour économiser sur les coûts de diesel

Les producteurs laitiers Kevin et Kate Hoare atténuent les effets de la flambée des prix du diesel en faisant fonctionner un tracteur au méthane récolté dans la fosse à lisier.

Trenance Farm à Cornwall avait désespérément besoin d’un nouveau stockage de lisier lorsque les Hoares ont pris la location en 2018.

Le couple s’est lancé dans le développement d’une fosse à lisier couverte avec des installations de récupération de méthane en partenariat avec la société d’énergie renouvelable de Cornouailles Bennamann et leur propriétaire, le Cornwall County Council.

Voir également: GreenShed piégeant le méthane – l’avenir de l’élevage bovin respectueux du climat ?

La récolte de méthane a commencé cette année et le couple utilise maintenant un tracteur New Holland T6.180 Methane Power, fourni par CNH Industrial, qui contient des bouteilles de gaz à la place d’un réservoir de diesel.

Ils testent également un générateur alimenté au méthane, qui a le potentiel de réduire considérablement les factures d’électricité.

En plus de capturer suffisamment de méthane fugitif provenant du lisier pour alimenter le tracteur, le système produit un digestat liquide qui peut être appliqué sur les prairies via un sabot traînant.

Cela contribue non seulement à réduire les coûts des intrants pour l’entreprise laitière en économisant sur le diesel et les engrais, mais cela réduit également l’utilisation de combustibles fossiles, les émissions de gaz à effet de serre et l’empreinte carbone de la ferme.

Captage et utilisation du méthane

La lagune à lisier scellée et couverte a une capacité de rétention de près de 500 000 gallons et est entièrement conforme aux règles de la Clean Air Strategy du gouvernement.

Il offre suffisamment de stockage pour le lisier de 120 vaches pendant six mois.

« Le défi que nous nous sommes fixé était de gérer efficacement un déchet gênant – comme le lisier de vache – et, ce faisant, de transformer un puissant gaz à effet de serre en un carburant de véhicule propre, contribuant ainsi à ralentir le changement climatique », déclare Chris, co-fondateur de Bennamann. Mann.

© Hayley Chapman

Fin septembre, alors que les vaches n’étaient garées que la nuit, la lagune était pleine à 30 %. À cette époque, le système aurait pu remplir jusqu’à un pack de bouteilles par jour, soit l’équivalent de 130 kg de méthane.

Le tracteur T6.180 fonctionnera pendant environ quatre heures pour effectuer des travaux de jardin typiques tels que l’alimentation, alimentés par les cylindres sous le capot.

Cependant, la dernière version dispose d’un « prolongateur d’autonomie » qui contient un stockage de cylindre supplémentaire dans une boîte où le poids avant serait généralement assis – cela double ses heures de travail.

Le tracteur est disponible à l’achat et se vend environ 20 % au-dessus du prix du modèle équivalent à moteur diesel.

Rendements financiers et compromis

Le processus donne une bouillie facile à étaler, explique M. Hoare, car les bactéries présentes dans la fosse décomposent les solides.

Ils utilisent également l’analyse du lisier afin de savoir ce qu’ils épandent et peuvent affiner l’application d’azote, de phosphate et de potasse.

Lorsque le couple a commencé à cultiver à Trenance, il achetait 25 à 30 tonnes d’engrais par an.

Cela a été réduit à 16-18 t. Avec des prix atteignant des sommets vertigineux cette année, les économies sont importantes.

Et ils estiment qu’avec un tracteur et un générateur fonctionnant au méthane, la consommation de diesel sera réduite d’environ deux tiers.

Auparavant, ils utilisaient 1 000 litres par mois, donc la réduction apporte des avantages financiers et environnementaux.

« Nous avons été incroyablement chanceux – nous n’avons pas eu à mettre la main à la poche car Bennamann a financé le projet avec l’aide d’une subvention d’énergie verte du conseil », déclare M. Hoare.

Sans ce soutien, il aurait coûté environ 250 000 £ pour la lagune à lisier couverte, y compris la construction, et la salle des pompes, ainsi que 250 000 £ pour l’équipement BioCycle qui traite le gaz.

Cependant, cet équipement est mobile et pourrait être partagé par quatre à cinq fermes pour aider à compenser une partie de ce coût.

Kevin Hoare peut contrôler le mélange du lisier depuis la salle des pompes © Hayley Chapman

Le Dr Mann estime que la période de récupération pour l’installation d’un tel système est de quatre à six ans si l’on tient compte des revenus des ventes de gaz.

Bennamann gère la vente du gaz excédentaire et des subventions, et distribue les revenus aux agriculteurs dans le cadre d’un accord de partage des bénéfices.

Actuellement, son principal client est Cormac, une société municipale de Cornouailles qui gère une flotte de véhicules de réparation routière alimentés au méthane.

Changements dans la gestion des vaches

Certains éléments de la gestion des vaches de Trenance ont dû changer pour s’adapter au nouveau système. La lignine contenue dans la sciure de bois précédemment utilisée pour recouvrir les matelas des vaches interfère avec les bactéries du lisier dans le lagon.

Parce que les Hoares voulaient éviter les sédiments de sable dans le réservoir, la seule option était d’utiliser une litière en papier.

« Cela fonctionne bien pour les vaches. Il n’y a eu aucun problème de santé à cause du changement, mais c’est le double du coût de la sciure de bois », concède Mme Hoare.

Le papier coûte environ 220 £/t, transport compris, contre 90 £/t pour la sciure. Cependant, les Hoares peuvent réduire ce prix à 155 £/t s’ils achètent 22 t en vrac.

De même, le formol peut entraver la production de gaz, il ne doit donc pas être utilisé dans les pédiluves – à la place, ils utilisent les produits Pruex pour les pis, les lits de vache et les pieds.

Progrès durable

Les Hoares veulent utiliser le méthane pour alimenter une plus grande partie de la ferme à l’avenir.

« Notre objectif à long terme est de faire fonctionner un générateur hybride au gaz, puis de couper l’électricité et de passer hors réseau, la ferme, les véhicules et la maison fonctionnant sur le générateur », explique Mme Hoare.

« Nous devrions avoir assez pour alimenter le groupe électrogène et le tracteur, puis vendre le surplus, mais sa valeur est encore inconnue », ajoute-t-elle.

Ils étudient de nouvelles recherches sur les bolus qui réduisent les émissions de méthane via les éructations.

Ceux-ci pourraient s’avérer particulièrement efficaces s’ils entraînent une plus grande émission de méthane dans le fumier, car ce gaz peut être récolté.

Comment fonctionne le processus de récupération du méthane

Le lisier est gratté dans une fosse de réception puis pompé sous terre au milieu de la lagune à lisier.

La lagune comporte deux couches de couverture au-dessus du lisier pour capter le méthane résiduaire puis stocker le biométhane.

La première couverture piège le biogaz brut émis, qui contient encore de l’hydrogène sulfuré, un gaz dangereux pour la santé humaine.

Ce gaz passe par un système de filtration et est repompé au-dessus du premier couvercle et au-dessous du second/couvercle supérieur.

Le gaz peut y rester – il y a une capacité pouvant aller jusqu’à un mois – jusqu’à ce qu’il soit traité.

Lors de la récolte, le gaz passe par un autre processus appelé BioCycle, pour éliminer le dioxyde de carbone et le comprimer à 200 bars de pression avant qu’il ne soit extrait dans des bouteilles de gaz.

L’équipement BioCycle © Hayley Chapman

Le lisier doit être mélangé pour favoriser la production de gaz, et tout cela peut être contrôlé dans la salle des pompes à côté du lagon ou via une application sur le téléphone de Kevin Hoare.

Le résultat est un carburant propre, dont l’ammoniac et les oxydes d’azote sont également éliminés, qui peut être utilisé pour alimenter des moteurs au méthane.

Le panneau de commande de la salle des pompes © Hayley Chapman