En Afrique subsaharienne, plus de 600 millions de personnes (50 % de la population) n’ont pas accès à l’électricité. Le biogaz, électricité issue des déchets agricoles pourrait aider le continent face à ses défis d’électrification. Une alternative écologique et peu coûteuse. Explications.
En Afrique subsaharienne, plus de 600 millions de personnes (plus de 50 % de la population) n’ont pas accès à l’électricité. Le Malawi a l’un des taux d’accès à l’électricité les plus bas au monde : seulement 14,1 % de la population totale a accès au réseau principal. En milieu rural, le taux d’accès à l’électrification est encore plus faible, estimé à 5,6% en 2021.
Les systèmes d’énergie renouvelable décentralisés à l’échelle domestique et communautaire, comme les usines de biogaz, peuvent constituer une solution. Ehiaze Ehimen et Thomas Robin étudient l’efficacité énergétique et la pauvreté énergétique dans les communautés marginalisées. Ils exposent ce qu’ils ont découvert lors de leurs recherches sur le rôle potentiel des petites usines de biogaz pour répondre aux besoins énergétiques des zones rurales.
Pourquoi les installations de biogaz sont-elles une si bonne idée ?
Les installations de biogaz sont faciles à installer et peuvent être relativement peu coûteuses. Ils utilisent des matériaux facilement disponibles tels que le fumier et les déchets végétaux, et peuvent être construits avec du ciment et des briques. Ils pourraient potentiellement être utilisés pour répondre aux besoins en électricité des ménages et des petites communautés, en particulier dans les zones rurales où la connexion au réseau électrique national pourrait ne pas être économiquement viable.
Les usines de biogaz exploitent le fait que les communautés rurales de pays comme le Malawi disposent d’abondantes ressources en biomasse telles que des résidus agricoles, des déjections animales et des déchets municipaux organiques (herbe et légumes jetés). La production de biogaz peut donc constituer une solution énergétique décentralisée, dans laquelle l’énergie est produite à proximité de l’endroit où elle est utilisée.
Comparés à d’autres sources d’énergie (notamment l’électricité), les systèmes de production de biogaz peuvent être relativement peu coûteux à mettre en place et à exploiter. Cela les rend adaptés aux communautés aux ressources financières limitées.
Ils présentent également des avantages pour l’environnement et la santé : ils empêchent les déchets organiques de pourrir dans les décharges et de libérer du méthane nocif en convertissant ces déchets en une source d’énergie utile. Ils réduisent la dépendance des populations aux combustibles traditionnels de la biomasse comme le bois de chauffage ou le charbon de bois pour cuisiner, ces combustibles peuvent conduire à la déforestation et à la pollution de l’air intérieur. Il s’agit actuellement d’un problème important au Malawi. Entre 2002 et 2023, le Malawi a perdu 21 % de sa forêt primaire humide à cause de la déforestation. Et les gens connaissent un nombre croissant de toux chroniques dues à la cuisson au feu de bois.
Qu’est-ce qu’une installation de biogaz ?
Une installation de biogaz est une installation qui convertit en gaz les déchets organiques, tels que le fumier animal, les résidus agricoles, les déchets alimentaires et même les boues d’épuration. Cela se fait grâce à un processus appelé digestion anaérobie. Ici, les matières organiques sont décomposées par des micro-organismes dans un environnement sans oxygène, comme à l’intérieur d’un fût scellé.
Cela produit du biogaz, composé principalement de méthane et de dioxyde de carbone. Il peut être utilisé comme source d’énergie renouvelable pour la production d’électricité, le chauffage et la cuisine.
Une installation de biogaz a une durée de vie de 20 ans et peut être construite selon plusieurs modèles. Une conception courante comprend une installation composée de :
- Une base de forme rectangulaire ;
- Au sommet, un dôme en brique et béton et une couche de plastique. Cela peut être au-dessus du sol ou en dessous pour maintenir la température uniforme dans le digesteur et limiter les fluctuations de température ;
- La partie centrale du réacteur est située sous terre ;
- Il y a deux réservoirs auxiliaires pour stocker la matière première et le digestat (ce qui reste) ;
- Une fine dalle de béton peut être ajoutée pour éviter les fuites dans le sol.
Qu’avons-nous trouvé ?
Notre étude a été la première à déterminer s’il était possible de produire de l’électricité pour les agriculteurs ruraux du Malawi en utilisant le biogaz. Les seules usines de biogaz à petite échelle qui existaient au Malawi avant notre étude étaient situées à l’hôpital central de Zomba et à la prison de Mikuyu, mais elles étaient utilisées uniquement pour répondre aux besoins de cuisine.
Nos recherches ont révélé qu’une petite usine de biogaz à l’échelle communautaire avec un volume de digesteur de 15 mètres cubes au Malawi a coûté au total 1 540 dollars américains à construire. Cette installation de biogaz de cette taille peut fournir suffisamment d’énergie à une famille de cinq personnes maximum pour cuisiner pendant un mois.
Le coût peut varier en fonction de la taille de l’installation de biogaz, des coûts de transport des matériaux, des réglementations locales, des coûts de main-d’œuvre et de la quantité de bouse de vache et de résidus de maïs ou d’herbe disponibles pour l’alimenter. Nous avons utilisé le fumier collecté sur six vaches chaque jour pendant un an. Cela représentait 10,8 kg de fumier produits quotidiennement. On estime que la quantité de méthane produite s’améliore considérablement lorsque la bouse de vache est mélangée avec de l’herbe coupée et des plants de maïs après la récolte – les feuilles et les cosses qui restent sur les terres agricoles après la récolte.
Le digestat résultant de la digestion anaérobie est très riche en nutriments tels que l’azote, le potassium et le phosphore et peut être épandu directement sur les terres agricoles comme engrais.
Quels sont les défis du biogaz ?
L’accès au financement pour construire des usines de biogaz est un gros problème, en particulier pour les petits agriculteurs ou les initiatives communautaires. Le Malawi est l’un des pays les plus pauvres du monde et le nombre de personnes vivant avec moins de 2,15 dollars par jour devrait atteindre 72 % de la population cette année. Pour un petit agriculteur rural qui gagne en moyenne 380 dollars par an, le coût initial de construction et d’exploitation d’une usine de biogaz sera probablement inabordable.
Il existe également actuellement un manque de capacités locales et d’expertise technique pour mettre en place et maintenir la production de biogaz, en particulier dans certaines zones rurales. Des programmes de formation seraient nécessaires.
Notre étude a également montré que la construction d’installations de biogaz plus grandes serait plus coûteuse et plus efficace sur le plan opérationnel, car elles fourniraient plus d’énergie à un plus grand nombre de personnes à un coût par personne inférieur. Mais le transport par camion d’énormes quantités de matières premières de biomasse n’est pas en place.
Le soutien financier des gouvernements, des organisations à but non lucratif et non gouvernementales, ainsi que des agences internationales de développement pourrait donc être essentiel pour surmonter ces défis.
Teria News avec The Conversation
