Atouts et handicaps des procédés recensés - Perspectives de développement

Ce chapitre évalue les atouts et handicaps des procédés recensés, à travers l'analyse des thèmes suivants :

• Enjeux réglementaires
• Cadre fiscal
• Contexte économique
• Nature et disponibilité des déchets
• Capacité optimale des installations
• Coût du « ticket d'entrée » sur le marché
• Positionnement des procédés concernés dans l'échelle des priorités de valorisation des déchets

Il débouche sur des préconisations de mesures destinées à promouvoir la R&D et sur l'identification de leviers d'action à mettre en oeuvre pour favoriser un développement optimum de ces procédés.

Il est nécessaire d'identifier les possibilités de sortie du statut de déchet pour les sous-produits liquides ou solides issus des procédés de gazéification et de pyrolyse, sous certaines conditions, afin de faciliter leur commercialisation et leur utilisation. Des travaux dans ce sens sont en cours au niveau du Ministère de l'Environnement (Info 2013).
Pour faciliter ces évolutions, il apparaît important que les concepteurs de procédés communiquent sur la qualité et les compositions des liquides et gaz produits, ainsi que sur les compositions des émissions de leur procédé (gaz à effet de serre, autres polluants).
Enfin, un levier important du développement des procédés recensés est le refus sociétal de l'incinération, qui s'est traduit dans la Loi Grenelle 2 par la limitation des capacités d'incinération et de stockage à 60 % du gisement, et un objectif de réduire les quantité incinérée ou enfouie de 15% sur un territoire donné entre 2009 et 2012, ce qui a fréquemment été traduit dans les PREDMA et PDEDMA par une interdiction pure et simple de création de toute nouvelle capacité d'incinération. Un positionnement clair de la réglementation qui exclurait ces procédés de cette limitation favoriserait grandement le développement de ces procédés.

La réglementation actuellement applicable aux procédés de gazéification et de pyrolyse est celle de l'incinération, mais celle-ci s'avère inadaptée sur plusieurs points. En effet, les liquides ou gaz combustibles produits par ces procédés peuvent être :

1. soit brûlés dans une chaudière in situ sur le site d'implantation du procédé lui-même ;
2. soit utilisés dans des moteurs pour production d'électricité. Dans ce cas, les teneurs en CO et NOx des gaz d'échappement des moteurs dépassent les valeurs limites d'émission de l'incinération, car les conditions de combustion sont moins optimales que dans un incinérateur de déchets. A noter que ceci est vrai également lorsque ces mêmes moteurs utilisent du gaz naturel. Les principales contraintes proviennent de la teneur limite en CO (<50mg/m3) et en NOx qui, bien que similaires à celles provenant de l'utilisation de gaz naturel sur ces moteurs, dépassent significativement les limites d'émissions applicables aux incinérateurs. Les exploitants sont donc actuellement astreints à demander des dérogations au coup par coup pour obtenir un permis d'exploiter, ces dérogations étant difficiles à obtenir.
3. soit utilisés en substitution de carburants fossiles commerciaux dans des procédés industriels. Lorsque cette utilisation se fait en contact direct avec les produits fabriqués (ce qui est le cas dans les industries du ciment, du verre, des tuiles, briques et faïences, …) les fumées de combustion constituent une émission du procédé de fabrication, et non du procédé amont ayant servi à produire le liquide ou le gaz ;
4. soit utilisés comme carburants dans des moteurs de véhicules.

Dans les cas 2) à 4), les valeurs limites sur les émissions de l'incinération ou de co-incinération s'avèrent inadaptées.
Les exploitants ont théoriquement la possibilité de demander une autorisation non pas pour l'installation complète mais pour l'installation de pyrolyse ou de gazéification considérée isolément. Dans ce cas, la difficulté provient du fait que les autorités demandent généralement que le gaz ou le liquide produit par l'installation soit codifié (au sens de la nomenclature « produits » officielle) pour accorder l'autorisation d'utilisation comme combustible ou carburant.
Cette situation contraignante prévaut dans toute l'Europe, avec des tolérances plus ou moins marquées. En Grande-Bretagne, les autorités obligent les exploitants à installer un système de post-combustion en sortie des gaz d'échappement des moteurs, afin de rebrûler ces gaz. Ce système absorbe environ 30% de l'énergie fournie par le gaz produit par le procédé, ce qui compromet fortement l'intérêt de ce type de solution.
De leur côté, les autorités américaines ont une approche plus pragmatique, non réglementaire, au cas par cas, basée sur une analyse empirique des caractéristiques du gaz ou du liquide que l'industriel envisage de produire.
La réglementation actuelle tend donc à freiner, voire à empêcher le développement de ces procédés.
Il est indispensable de faire évoluer la nomenclature ICPE et la réglementation applicable aux installations de pyrolyse et de gazéification, afin que ces procédés ne soient plus considérées au plan réglementaire comme de la co-incinération. La modification en cours des rubriques 2910 A et 2910 B de la classification ICPE, ainsi que la transposition en droit français de la directive cadre relative aux déchets (2008/98/EU) et de la directive IED (2010/75/EU) pourrait faire évoluer la situation.
Les exigences réglementaires liées aux émissions résultant de la combustion des liquides et gaz produits pourraient évoluer de la manière suivante :

• Pour les paramètres qui seraient réglementés en cas d'utilisation de gaz naturel ou de fioul (lourd éventuellement), les mêmes valeurs limites d'émissions devraient être applicables aux émissions résultant de l'utilisation de gaz ou liquides produits, que si du gaz naturel ou du fioul (lourd éventuellement) aurait été utilisé.
• Pour les paramètres qui ne seraient pas réglementés en cas d'utilisation de gaz naturel ou de fioul (lourd éventuellement), il s'agit, au cas par cas, de prévoir des valeurs limites d'émission qui pourraient être inspirés de la réglementation en vigueur pour la co-incinération (notamment par exemple pour les métaux lourds susceptibles d'être présents dans le gaz de synthèse ou le liquide produit.

Au sens de la directive 2008/98/CE43, certains déchets perdent leur qualité de déchet dès lors qu'ils ont subi une opération de valorisation et qu'ils répondent à quatre critères spécifiques :

• la substance ou l'objet est couramment utilisé à des fins spécifiques ;
• il existe un marché ou une demande pour une telle substance ou un tel objet ;
• la substance ou l'objet remplit les exigences techniques aux fins spécifiques et respecte la législation et les normes applicables aux produits ;
• l'utilisation de la substance ou de l'objet n'aura pas d'effets globaux nocifs pour l'environnement ou la santé humaine.

La réglementation nationale existante pour le classement des ICPE et les produits qu'elles sont susceptibles de traiter est très stricte“. En ce qui concerne le traitement des déchets, le système en vigueur est basé sur des autorisations au cas par cas.
43 La « sortie du statut de déchet » fait l'objet de la directive 2008/98/CE. Au niveau français, le projet de décret relatif à la sortie du statut de déchets, de substances et objets après valorisation a été émis en janvier 2012. Une
commission consultative du statut de déchet devra être saisie pour avis lors de la procédure de sortie de déchet au niveau national.
44 La rubrique 2910 (décret du 11 Mars 1996 modifiant la nomenclature des ICPE) vise uniquement les installations de combustion, à l'exclusion de celles visées sous la rubrique 167 C, visant l'élimination des déchets industriels provenant des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE). La rubrique 2910 comporte deux sous rubriques :
- La rubrique 2910 A vise les installations utilisant des combustibles commerciaux aux caractéristiques connues (gaz, charbon, fioul, biomasse). A cet égard, un déchet de l'industrie du bois présentant des traces de colle ou tout autre produit de traitement n'est pas assimilable à de la biomasse, mais à un déchet.
- La rubrique 2910 B vise les combustibles, non classés comme déchets, et non visés en A. Elle a été créée pour permettre essentiellement l'utilisation de sous-produits issus de l'industrie du raffinage ou de la pétrochimie (CHV, les cokes de pétroles) ayant des caractéristiques proches de combustibles commerciaux, notamment pour ce qui concerne les émissions induites par leur combustion.
Un certain nombre de produits, classés aujourd'hui comme « déchets », possèdent des caractéristiques proches de combustibles commerciaux. Leur éventuelle assimilation à un combustible nécessite une connaissance parfaite de ses caractéristiques physico-chimiques et toxicologiques, notamment afin de mieux connaître la composition des gaz résultant de leur combustion et cela à tout moment, ce qui implique une qualité du produit constante dans le temps. Cette connaissance passe, en particulier, par des essais (mesures des polluants dans les gaz) sur chaudières industrielles. Dès lors qu'un de ces produits présente, des caractéristiques proches d'un Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
Le contexte pourrait toutefois évoluer à court-terme car les rubriques 2910 A et 2910 B de la classification ICPE sont en cours de modification :
- Rubrique 2910 A : une modification de la rubrique est en cours pour rendre beaucoup plus sévères les prescriptions sur les émissions.
Rubrique 2910 B : L'objectif de la modification en cours est de clarifier la situation des autorisations et de clarifier la définition de la biomasse. Une consultation est en cours sur le futur arrêté (info début 2013). Toutefois, la question reste posée des futures logiques d'instruction des dossiers 2910 B, notamment vis-à-vis des questions de traçabilité, d'homogénéité et de constance dans le temps. Les DREAL auront à apprécier si les conditions de tri des déchets et les garanties apportées par les industriels sont suffisantes. En outre, alors que la réglementation actuelle n'impose aucune procédure dans le cas des installations <100kW et une procédure d'autorisation dans le cas des installations >100kW (avec une procédure complexe pour les DREAL basée sur la Circulaire du 11 août 1997), la nouvelle définition de 2910 B prévoit une procédure d'« enregistrement » pour les installations comprises entre 100 kW et 20 MW, et une procédure d'« autorisation » au-dessus de 20 MW. Par ailleurs, à ce stade, on ne sait pas s'il l'arrêté sera d'une portée régionale ou nationale sur les prescriptions (dans le premier cas, il pourrait y avoir un problème de disparités régionales).
11.2.3 L'association RECORD45 a mené une étude sur les situations réglementaires atypiques liées au développement de procédés de traitements thermiques des déchets autres que l'incinération, et élaboré un certain nombre de préconisation d'évolutions réglementaires.
11.2.2 Comment optimiser les débouchés des résidus solides générés par les procédés de pyrolyse et de gazéification ?
Pour les industriels exploitant des procédés de pyrolyse ou de gazéification, la question est de savoir si les résidus solides tels que les cendres sont commercialisables en tant que sous-produits ou en tant que déchets. La directive 2008/98/CE stipule qu'une substance résultant d'un processus de production dont l'objectif premier n'est pas la production d'une telle substance peut être considérée comme un sous-produit et non comme un déchet, à condition de satisfaire quatre conditions cumulatives :
l'utilisation ultérieure de la substance est certaine ;
la substance peut être utilisée directement sans traitement supplémentaire autre que les pratiques industrielles courantes ;
la substance est produite en faisant partie intégrante d'un processus de production ; l'utilisation ultérieure est légale.
En pratique, la réponse à la question « l'utilisation ultérieure de la substance est-elle certaine ? » dépend de l'utilisation qui sera faite du déchet généré par le procédé de pyrolyse ou de gazéification. Ainsi, un résidu de pyrolyse issu de vinasse de betterave pourra être commercialisé sans problème sous la forme d'engrais, car il s'agit d'un déchet organique naturel. Au contraire, un résidu de pyrolyse des boues de STEP sera interdit à la commercialisation (sauf si les boues en question possèdent le label d'épandabilité) car le déchet résulte d'un processus de transformation physico-chimique. Dans ce cas, la seule solution est la mise en stockage.
combustible commercial, une proposition d'assimilation à un combustible et par conséquent d'autorisation de combustion dans une installation visée par la rubrique 2910 B peut être adressée à l'administration.
45
Voir à ce sujet le rapport RECORD : « Inventaire des situations réglementaires atypiques, liées au développement de procédés de traitement thermique des déchets autres que l'incinération — Etude comparée des procédures d'autorisation des installations classées à l'international »- Octobre 2011.
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
La clarification du statut des sous-produits de la gazéification et de la pyrolyse donnerait aux concepteurs de ces procédés une meilleure visibilité sur les conditions de commercialisation de ces sous-produits.
11.2.4 A quelles spécifications doivent satisfaire les carburants automobiles fabriqués ?
La commercialisation de carburants essence et diesel pour véhicules routiers est encadrée par différents documents :
ü La directive 98/70/CE du 13 octobre 1998 concernant la qualité de l'essence et des carburants, définissant des spécifications minimales relatives à l'essence et aux carburants diesel destinés aux applications mobiles routières et non routières46.
ü La norme européenne EN590 définissant la spécification détaillée des carburants diesel. Les liquides fabriqués par les procédés concernés par la présente étude doivent être en conformité avec cette norme (voir spécification détaillée en annexe 6).
ü La directive 2009/30/CE du 23 avril 2009 modifiant la directive 98/70/CE, concernant les « spécifications relatives à l'essence, au carburant diesel et aux gazoles ainsi que l'introduction d'un mécanisme permettant de surveiller et de réduire les émissions de gaz à effet de serre »
ü Enfin, la directive 2009/28/CE du 23 avril 2009 relative à la promotion de l'utilisation de l'énergie produite à partir de sources renouvelables et modifiant puis abrogeant les directives 2001/77/CE et 2003/30/CE.
Les spécifications de l'éthanol et du biodiesel (ester méthylique d'huiles végétales) sont couvertes par deux normes européennes respectives:
ü EN 15376 pour le premier http://www.plateforme-biocarburants.ch/infos/en15376.php
ü EN 14 214 pour le second http://www.plateforme-biocarburants.ch/infos/en14214.php Elles définissent les caractéristiques que doivent respecter ces deux biocarburants pour être incorporés dans les carburants fossiles pour usage routier ou non routier (gazole).
Les carburants additivés (carburant fossile + biocarburants) doivent également respecter les plages de spécification propres respectivement à l'essence et au gazole. Certaines caractéristiques techniques (telles que le PCI, la reprise d'eau de l'éthanol, et l'agressivité de l'éthanol sur les matériaux composites des durites ou réservoirs) empêchent d'utiliser les biocarburants purs dans les moteurs classiques.
L'utilisation d'un carburant majoritairement à base d'éthanol nécessite de fonctionner avec des moteurs adaptés (dit à carburant modulable ou flexfuel) qui intègrent des réglages différents à l'allumage selon la teneur en éthanol pour mieux gérer la différence de PCI. Les véhicules flexfuel ont également fait l'objet de modifications sur les tuyauteries plastiques pour ne pas avoir de dégradation avec les carburants avec un fort taux d'éthanol comme l'E85.
Toutefois, la teneur maximum autorisée en éthanol (sous forme pure ou ETBE) dans les carburants dits banalisés disponibles était jusqu'en 2009 de 5% en volume. Depuis 2009 et l'arrivée du SP 95 E10, elle est passée à 10%. Aux Etats-Unis, le taux de 15% a été autorisé. Au-delà d'un certaine teneur en éthanol, les constructeurs automobiles n'assurent plus la garantie constructeur pour des moteurs classiques.
46 Les principaux extraits de cette directive en rapport avec le développement des biocarburants sont présentés
en annexe 7.
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
Pour le biodiesel (ester méthylique), le PCI est plus proche de celui du diesel (37,2 contre 43,2). Toutefois, le diesel disponible à la pompe n'en contient pas plus de 7% en volume. Les taux de 30% en volume (B30 disponible en France pour flotte captive) ne sont pas de compatibles avec les moteurs de nombreux véhicules diesel en circulation. Pour les taux de 100% (opérations expérimentales), un moteur doit y être dédié. Comme pour l'éthanol, on retrouve les questions de maintien de la garantie constructeur pour des taux élevés en biodiesel.
Les carburants comme les huiles végétales hydrotraitées ont quant à eux, des caractéristiques physico-chimiques plus proches de celles des produits pétroliers, notamment le PCI. De même, les biocarburants BtL (diesel Fischer-Tropsch) sont quasiment identiques aux carburants pétroliers et ne poseraient sur le principe pas de problème de substitution complète.
Des évolutions techniques pour les moteurs, et les spécifications normatives correspondantes, restent nécessaires pour envisager des taux d'incorporation de ces carburants à des taux supérieurs aux pratiques actuelles.
11.2.5 La réglementation relative aux quotas d'émissions de CO2
La réglementation actuelle relative aux quotas d'émission de CO2 est de nature à favoriser le développement des procédés étudiée'. En effet, les procédés de gazéification et de pyrolyse pour la production de combustibles et de carburants ont un impact positif en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre, dans les cas où ils utilisent des déchets d'origine biogénique.
Les concepteurs de procédés devraient remédier au manque flagrant de données relatives aux bilans d'émissions de gaz à effet de serre et plus généralement des polluants émis par les procédés concernés.
11.2.6 Les risques de formation de dioxines et de furannes
Les procédés de pyrolyse et de gazéification fonctionnant en conditions réductrices, ils ne devraient donc en principe pas générer de dioxines, furannes, ni autres polluants organiques persistants.
Cependant, plusieurs travaux de recherche semblent attester du contraire : En effet, à l'occasion de leur étude sur un système allemand de gazéification de déchets fonctionnant par pyrolyse, Mohr et al. (1997) ont découvert que des dioxines et des furannes se formaient au cours du processus avec des concentrations particulièrement élevées dans les résidus liquides. Weber et Sakurai (2001) ont étudié la formation de dioxines et furannes au cours de la pyrolyse et ont conclu qu'ils se formaient
47 La directive n°2003/87 du 13 octobre 2003 a établi un système d'échange de quotas d'émission de gaz à effet de serre (GES) dans la Communauté européenne. Elle a été transposée en France aux articles L 229-5 à L 229¬19 et R 229-5 à R 229-37 du Code de l'environnement. Ce système consiste à attribuer des quotas d'émission aux entreprises les plus fortement émettrices de GES. Les entreprises concernées sont des ICPE (installations classées pour la protection de l'environnement) produisant ou transformant des métaux ferreux, produisant de l'énergie, produisant des produits minéraux, produisant du papier ou de la pâte à papier et répondant aux critères fixés par le Code de l'environnement au titre de leurs rejets de CO2 dans l'atmosphère. Les Etats membres établissent et actualisent un Plan national d'allocation des quotas (PNAQ) précisant la quantité de quotas d'émission octroyée à chaque installation. La liste des exploitants auxquels sont affectés des quotas pour la période 2008-2012 a été fixée par l'arrêté du 31 mai 2007.
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
précisément dans des déchets contenant du chlore et du cuivre. Plusieurs autres chercheurs sont arrivés à des résultats similaires à partir d'une série de déchets ordinaires, démontrant clairement que les dioxines, furannes et éventuellement d'autres polluants organiques persistants pouvaient se former dans les systèmes de pyrolyse ou de gazéification.
Ces résultats de recherche sont d'autant plus étonnants qu'aux températures de gazéification, qui sont a minima équivalentes à celles de l'incinération, les dioxines et furannes sont détruites. Pour mémoire, la présence potentielle de ces polluants en incinération résulte des risques de formation « de novo » de dioxines et furannes au cours du refroidissement des fumées.
Ces informations apparemment contradictoires ne permettent pas d'établir avec certitude si les procédés de pyrolyse et de gazéification risquent de générer des dioxines, des furannes et d'autres polluants organiques persistants. Le débat reste ouvert sur ce point qui mériterait des clarifications de la part des concepteurs de procédés.
11.2.7 La réglementation relative à l'énergie produite à partir de sources renouvelables
La Directive 2009/28/CE48 définit un objectif d'au moins 10% d'EnR dans la consommation finale d'énergie du secteur des transports en 2020. Dans ce contexte, elle met également en avant les biocarburants produits à partir de déchets de biomasse. Elle stipule notamment que :
ü La production de biocarburants doit être durable pour que ceux-ci soient pris en compte pour contribuer à l'atteinte des objectifs nationaux obligatoires d'au moins 10% d'énergies renouvelables dans la consommation finale d'énergie des transports et puissent bénéficier d'aides publiques éventuelles.
ü Lorsqu'ils élaborent leurs régimes d'aide, les États membres pourraient prévoir d'encourager l'utilisation de biocarburants apportant des effets bénéfiques supplémentaires - notamment la diversification résultant de la fabrication de biocarburants à partir de déchets, en prenant dûment en compte la différence de coûts entre la production d'énergie à partir de biocarburants traditionnels, d'une part, et à partir d'autres biocarburants apportant des avantages supplémentaires.
ü Aux fins de démontrer le respect des obligations nationales imposées aux opérateurs en matière d'énergie renouvelable (….) la contribution apportée par les biocarburants produits à partir de déchets, de résidus, de matières cellulosiques d'origine non alimentaire et de matières ligno-cellulosiques compte double au niveau énergétique dans l'atteinte de l'objectif obligatoire de 10% d'EnR dans les transports.
48 Cette directive a été transposée dans le droit national par l'article 2 de la loi n° 2011-12 du 5 janvier 2011 « portant diverses dispositions d'adaptation de la législation au droit de l'Union européenne et habilitant le Gouvernement à prendre les dispositions législatives nécessaires à la transposition des directives communautaires 2009/28/CE et 2009/30/CE, complétée par l'ordonnance n°2011-1105 du 14 septembre 2011 et le décret n°2011-1468 du 9 novembre 2011.
48 « Directive 2009/28/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009, relative à la promotion de l'utilisation de l'énergie produite à partir de sources renouvelables et modifiant puis abrogeant les directives 2001/77/CE et 2003/30/CE ». Des extraits pertinents par rapport au sujet de la présente étude sont cités en Annexe 8.
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
11.3 Cadre fiscal
La fiscalité sur les carburants constitue un atout pour les procédés de gazéification, de pyrolyse et de dépolymérisation dont l'objectif est de fabriquer de carburants, sous réserve que les déchets utilisés soient issus de la biomasse5°.
11.3.1 La défiscalisation partielle des biocarburants
Les biocarburants bénéficient d'une exonération partielle de la taxe intérieure de consommation (TIC), qui compense partiellement le surcoût de production par rapport aux carburants d'origine fossile51. Elle est accordée aux biocarburants produits par des unités de production agréées.
ü L'éthanol incorporé dans l'essence sous forme pure ou d'ETBE et les esters méthyliques d'huiles végétales (EMHV) incorporés dans le gazole bénéficient de cette réduction de fiscalité.
ü Depuis 2006, les esters éthyliques d'huiles végétales (EEHV), les esters méthyliques d'huiles animales (EMHA), les esters méthyliques d'huiles usagées (EMHU) et le gazole de synthèse bénéficient aussi d'une défiscalisation.
Cette défiscalisation accordée aux biocarburants a représenté un montant global de 521 M€ en 2009. Tableau 7 : Taux de défiscalisation pour l'année 2012 (en €/h1)
Type de biocarburant52 €/h1
ETBE 14
Ethanol 14
Biodiesel 8
EEHV 14
EMHA et EMHU 8
Biogazole de synthèse 8

L'article 16 de la loi de finances pour 2009 instaure une diminution progressive de la défiscalisation applicable aux biocarburants entre 2009 et 2011. En effet, la viabilité de la filière biocarburants est désormais assurée par le mécanisme de la TGAP qui incite à l'incorporation de biocarburants dans les filières supercarburants et gazole.
11.3.2 La taxe générale sur les activités polluantes
Chaque année, un taux obligatoire d'incorporation de biocarburants est imposé aux distributeurs de carburants (enseignes pétrolières, grandes surfaces et indépendants). Les distributeurs qui mettent à la consommation des carburants contenant une proportion de biocarburants inférieure à ce taux obligatoire annuel d'incorporation doivent acquitter un prélèvement supplémentaire de la taxe générale sur les activités polluantes (TGAP). Le distributeur n'a pas à acquitter ce supplément de TGAP s'il atteint ce taux.
50 La défiscalisation ne s'applique pas dans le cas des carburants produits à partir de déchets plastiques.
51 La défiscalisation est conforme à la directive européenne 2003/96/CE sur la fiscalité de l'énergie, qui permet aux États membres d'avoir une fiscalité spécifique pour les biocarburants afin d'en assurer le développement et la
promotion.
EMHU : esters méthyliques d'acides gras (EMAG) obtenus à partir d'huiles végétales alimentaires usagées et récupérées par un circuit de collecte identifié ; on parle alors d'EMHU (ester méthylique d'huile usagée)
EMHA : esters méthyliques d'acides gras (EMAG) obtenus à partir de graisses animales ; on parle alors d'EMHA (ester méthylique d'huile animale)
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
11.3.3 Fiscalisation des carburants produits à partir des déchets d'origine fossile
Les carburants générés à partir de déchets d'origine fossile tels que les plastiques notamment, permettent d'économiser des ressources fossiles qui auraient été nécessaires pour produire ces mêmes carburants s'ils avaient été produits directement à partir de ressources fossiles. En effet, dans le cas de déchets transformés en carburants, la ressource fossile initiale rend un double service :
celui du produit (plastique par exemple),
puis celui de carburant généré à partir du produit arrivé en fin de vie.
Bien que ce carburant ne soit pas un « biocarburant » (puisque pas d'origine renouvelable), l'économie de ressources fossiles résultant de la production de carburant à partir de déchet, pourrait justifier d'une exonération partielle de la taxe applicable aux carburants d'origine fossile.
11.4 Contexte économique
Les informations liées à l'économie des procédés, aux coûts d'investissements et aux coûts opératoires doivent être utilisées avec une extrême prudence.
En effet :
- Les niveaux de détail des informations collectées sont très variables selon le procédé considéré. - Il existe un écart de maturité important entre une technique très éprouvée telle que l'incinération, et des techniques encore émergentes telles que la pyrolyse et la gazéification dont les coûts incluent le financement des travaux de recherche. De plus, la robustesse des données économiques collectées au cours de cette étude, est sujette à caution d'une part à cause du manque de retour d'expérience sur des unités industrielles, d'autre part à cause de l'imprécision pouvant exister sur ce que recouvrent les informations de coût, avec suffisamment de précision. Par exemple, selon le niveau d'exigence de préparation des déchets, et selon que les coûts correspondants ont été ou non inclus dans les coûts indiqués, les chiffres sont à interpréter de manière très différente. C'est pourquoi, afin d'éviter de diffuser des chiffres peu robustes, il a été décidé de retirer toute tentative d'élaboration d'un modèle économique pour ces procédés à ce stade. Ce travail d'élaboration d'un modèle économique (ou de différents modèles économiques) a été pris en charge par un sous-groupe du Groupe de Travail « PyroGaz », GT qui est lui-même un sous-groupe du COSEI VID53. Une nouvelle version du présent rapport devrait pouvoir être élaborée en prenant en compte ce travail, en début d'année 2015.
Quelques constats d'ordre général peuvent néanmoins être avancés à ce stade :
- Les coûts dépendent fortement de la nature et du degré de préparation des déchets traités et de la capacité de l'unité.
- Les niveaux de développement sont très variables selon les procédés. Pour les procédés en phase de laboratoire ou même pilote, les rendements sont généralement peu optimisés et on dispose de peu de retours d'expérience en matière de coûts.
- Les capacités sont très variables selon les procédés.
- Les informations disponibles correspondent à des années différentes. L'impact de ce critère peut être important, en particulier du fait des fluctuations de coûts des déchets et de l'énergie.
- Les limites de périmètres des coûts sont variables (préparation, services, assurances…).
- La modularité (c'est-à-dire petites unités standards, éventuellement juxtaposées selon la capacité totale souhaitée) présente plusieurs avantages (cf. paragraphe 4.7) tels que la flexibilité de l'investissement, la flexibilité opératoire et la souplesse en matière de déchets traités. Elle permet
53 COmité Stratégique des filières Eco-Industries «Valorisation Industrielle des Déchets »
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
en outre de réduire les risques liés aux grandes capacités unitaires, par exemple les risques d'étanchéité liés à l'utilisation de très gros fours. A contrario, cette modularité peut avoir des effets négatifs en termes de coûts d'investissement et de coûts de maintenance.
Il est donc indispensable que les atouts et handicaps de la modularité des installations fassent l'objet d'une réflexion d'ensemble afin d'optimiser les orientations de la R&D. Un équilibre doit être trouvé, afin que les atouts incontestables liés à la modularité ne soient pas contrebalancés par des surcoûts d'investissement excessifs.
Enfin, un autre élément important est la répartition géographique des gisements, qui tend à favoriser les petites unités pour limiter le transport des déchets entrants, mais qui impacte les coûts (d'investissement et de fonctionnement) ramenés à la tonne traitée. Là encore, un approfondissement des réflexions est indispensable afin de définir des pistes d'optimisation aux plans local, régional et national.
11.5 Nature et disponibilité des déchets
Freins à surmonter - Leviers de développement
Les pistes les plus prometteuses en termes de déchets à traiter sont :
- les bois usagés, et plus généralement les déchets industriels banals, ainsi que certaines fractions issus des déchets ménagers, dans le cas des procédés de gazéificationTM,
- les déchets plastiques et les pneus usagés dans le cas des procédés de pyrolyse et de dépolymérisation thermique.
Pour les procédés de traitement en milieu sub- ou supercritique, leur développement est trop préliminaire pour pouvoir dégager des pistes suffisamment robuste, en matière de déchets à traiter en priorité.
La nécessité de disposer d'un flux de déchets pérenne et régulier en qualité et en quantité pour une installation de valorisation des déchets constitue une contrainte majeure à laquelle sont confrontés les procédés étudiés. Pour les exploitants et les collectivités locales, la contrainte de disponibilité des déchets conduit à trois conséquences importantes :
- d'une part, les capacités de traitement ne doivent pas excéder les flux de déchets disponibles localement. Le choix de la capacité optimale est étroitement lié à la question de la modularité des procédés. Les questions de l'optimum de capacité et de la pertinence de la modularité sont des thèmes de réflexion prioritaires.
- d'autre part, les procédés destinés à la fabrication de carburants automobiles par synthèse Fischer et Tropsch en aval de la gazéification ne sont rentables que pour des capacités supérieures à 100 000 Van de déchets traités.55 Les flux de déchets disponibles
54 La nature des déchets ménagers acceptés est variable selon le procédé. Quelques procédés revendiquent la possibilité de traiter des OMR brutes sans prétraitement de la charge, mais ils restent des exceptions. La plupart des procédés traitent des déchets préalablement traités, principalement constitués d'une fraction plastique issue de la collecte sélective (refus de tri) ou de la fraction haut PCI issue d'unités de TMB.
55 Ce propos est à moduler, suite à l'apparition sur le marché du procédé Fimher & Tropmh mus forme
d'unités modulaires très compactes, destinées à effectuer la synthèse F&T pour de très faibles capacités Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
localement permettront difficilement d'atteindre un point d'équilibre économique pour ce type d'unité. Ceci renforce l'intérêt de promouvoir la R&D sur deux autres voies de valorisation en carburants : le traitement des huiles de pyrolyse en raffinerie et l'utilisation directe des huiles de pyrolyse pour des moteurs lents et moins exigeants que les moteurs d'automobiles (moteurs marins, moteurs agricoles).
- Enfin, dans le cas d'une l'utilisation des liquides ou des gaz produits comme combustible dans des installations fixes en substitution de combustibles fossiles (par exemple dans un précalcinateur ou dans un four principal de cimenterie), il est indispensable que l'installation soit implantée à proximité (voire dans le périmètre) du site utilisateur. Dans ce cas, l'aire de chalandise des déchets utilisés doit être suffisamment proche afin de ne pas pénaliser le coût d'approvisionnement des déchets.

Nombre de projets ont achoppé sur le problème de la disponibilité des déchets, se traduisant par la fermeture pure et simple des unités (ou leur déménagement dans le cas d'unités de démonstration). En effet, si les ressources en déchets sont théoriquement abondantes, leur apport doit être continu et homogène, ce qui s'avère délicat lorsque les filières d'approvisionnement sont saisonnières ou insuffisamment structurées. En particulier, pour une collectivité locale ou un industriel souhaitant investir, il est important de considérer la disponibilité en déchets à l'échelle locale (50 à 100 km de rayon), sachant que la distance entre les ressources et l'unité de valorisation ne doit pas être trop élevée sous peine de remettre en question le bilan économique de l'installation.
11.5.2 Types de déchets les plus utilisés
L'analyse effectuée au chapitre 10 a montré que les procédés recensés sont capables de traiter une grande diversité de déchets.
Dans le cas des procédés de gazéification, les catégories de déchets les plus utilisées sont :
ü Les bois usagés, sachant toutefois que l'application bois de chauffe (installations de combustion) constitue un débouché concurrent sérieux dans le cas des déchets pas ou faiblement adjuvantés. La modification en cours de la clause 2910 B de la nomenclature ICPE devrait acter ce point.
ü Les boues de STEP
ü Les CSR
ü Les déchets verts de préférence quand ils ne sont pas trop humides.
Il existe également un marché potentiellement intéressant pour la gazéification sur des gisements de déchets plus restreints en volume, tels que les RBA, et les déchets dangereux.
Est fréquemment revendiqué le traitement par gazéification des déchets ménagers, sous des formes variées selon le procédé concerné, depuis des déchets relativement homogènes comme les refus de tri d'unités de TMB, les refus de tri de déchets d'emballages plastiques, jusqu'à certains procédés revendiquant la possibilité de traiter des ordures ménagères brutes. Toutefois, particulièrement dans
(Fischer & Tropmh microchannel technology). NOTA : les performances de ces unités ne sont pas
connues des auteurs de la présente étude.

ce dernier cas, la crédibilité de la revendication doit être questionnée, notamment parce que les spécifications d'admission des déchets dans les procédés de gazéification peuvent entraîner des coûts prohibitifs de préparation des ordures ménagères brutes compte-tenu de leur hétérogénéité. De plus, la teneur élevée en humidité de ces déchets fait de la méthanisation un concurrent sérieux ;
Dans le cas des procédés de pyrolyse et de dépolymérisation, les plastiques et les pneus usagés sont les déchets les plus fréquemment utilisés.
Dans le cas des procédés de solvolyse, pour les déchets propres en PET (corps creux), les procédés de polycondensation en phase solide et d'extrusion /réaction sont plus compétitifs que les procédés de recyclage chimique56 ;
Pour les déchets souillés en PS, des solutions se dessinent à travers les innovations récentes en matière de solvolyse, pour le recyclage des flux de déchets de barquettes issus de l'extension de la consigne de tri sélectif des emballages
56 Ces procédés ont atteint un stade de développement industriel. Ils permettent, à partir des paillettes de PET, de fabriquer des granulés aptes aux applications avec contact alimentaire, notamment des bouteilles pour boissons. Il s'agit en particulier les procédés de polycondensation en phase solide (Supercycle) et les procédés basés sur l'extrusion/réaction à 200°C (URCC, RMA,…). Dans les deux cas, on obtient des granulés d'une grande pureté, dont les qualités sont équivalentes à celles de la résine vierge (contrairement au polyéthylène, le taux de migration des bouteilles recyclées en PET est en effet du même ordre que celui du verre).
Etat de l'art de la production de liquides ou de gaz à partir de déchets autres que les déchets de biomasse propre

Sept. 2014
Dans le cas des procédés utilisant des fluides sub ou supercritiques, le stade de développement des procédés est trop préliminaire pour pouvoir dégager des pistes en matière de déchets à traiter en priorité.
Le premier tableau ci-après récapitule la fréquence d'utilisation de chaque catégorie de déchets dans les installations industrielles, pilotes et démonstrateurs existants. Le second compare la fréquence d'utilisation des déchets par les procédés recensés et les gisements potentiellement captables.