Production de biogaz à partir de déchets
Comprendre la production de biogaz à partir de déchets
Vous travaillez en tant qu’ingénieur environnemental pour une municipalité qui envisage d’installer une usine de production de biogaz à partir de ses déchets organiques.
Votre tâche est d’évaluer la faisabilité et l’efficacité de cette installation. Pour cela, vous devez effectuer les calculs suivants :
- Estimation de la Production de Biogaz :
- La municipalité produit quotidiennement 5 000 kg de déchets organiques.
- On estime que chaque kilogramme de déchets organiques peut produire en moyenne 0.25 m³ de biogaz.
- Calculez le volume total de biogaz qui peut être produit quotidiennement.
- Conversion en Énergie :
- 1 m³ de biogaz peut produire environ 6 kWh d’énergie.
- Déterminez la quantité totale d’énergie qui peut être générée quotidiennement à partir du biogaz produit.
- Comparaison avec les Besoins Énergétiques :
- La municipalité a besoin de 40 000 kWh d’énergie par jour pour alimenter ses bâtiments publics.
- Calculez le pourcentage des besoins énergétiques de la municipalité qui peut être couvert par l’énergie produite à partir du biogaz.
- Impact sur la Réduction des Émissions de CO2 :
- La combustion de biogaz produit environ 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles.
- Si la municipalité utilisait des combustibles fossiles pour produire 40 000 kWh d’énergie, calculez la réduction des émissions de CO2 réalisée en utilisant le biogaz à la place.
Réflexion : Après avoir effectué ces calculs, réfléchissez aux avantages et aux inconvénients potentiels de l’installation d’une telle usine de biogaz, en tenant compte des aspects économiques, environnementaux et sociaux.
Correction : production de biogaz à partir de déchets
1. Estimation de la Production de Biogaz
- Production quotidienne de déchets : 5 000 kg
- Volume de biogaz par kg de déchets : 0.25 m³
- Volume total de biogaz produit par jour : \(5\,000 \, \text{kg} \times 0.25 \, \text{m}^3/\text{kg}\)
Calculons cela :
- Volume total de biogaz
\[ = 5\,000 \times 0.25 \] \[ = 1\,250 \, \text{m}^3 \]
Donc, 1 250 m³ de biogaz peuvent être produits quotidiennement.
2. Conversion en Énergie
Énergie produite par m³ de biogaz : 6 kWh
Énergie totale produite par jour : \(1\,250 \, \text{m}^3 \times 6 \, \text{kWh/m}^3\)
Calculons cela :
\[ \text{Énergie totale} = 1\,250 \times 6 \] \[ \text{Énergie totale} = 7\,500 \, \text{kWh} \]
Ainsi, l’énergie totale générée quotidiennement est de 7 500 kWh.
3. Comparaison avec les Besoins Énergétiques
Besoins énergétiques quotidiens de la municipalité : 40 000 kWh
Pourcentage couvert par le biogaz :
\[\frac{\text{Énergie produite par le biogaz}}{\text{Besoins énergétiques totaux}} \times 100\]
Calculons cela :
\[ \text{Pourcentage couvert} = \frac{7\,500}{40\,000} \times 100 \] \[ \text{Pourcentage couvert} \approx 18.75\% \]
Donc, environ 18.75% des besoins énergétiques de la municipalité peuvent être couverts par le biogaz.
4. Impact sur la Réduction des Émissions de CO2
Pour évaluer correctement l’impact environnemental de l’utilisation du biogaz comparativement aux combustibles fossiles, il est crucial de calculer la réduction des émissions de CO2 en termes de poids (kilogrammes ou tonnes), plutôt qu’en unités d’énergie (kWh).
Cela nous donne une mesure plus concrète de la contribution à la réduction de l’effet de serre.
Calcul des Émissions de CO2 pour la Production de 40 000 kWh avec des Combustibles Fossiles :
Hypothèse : La combustion de 1 kWh d’énergie générée par des combustibles fossiles émet environ 0.5 kg de CO2.
Émissions Totales de CO2 : Pour produire 40 000 kWh d’énergie, l’émission totale de CO2 serait de
\[ = 40,000 \times 0.5 \] \[ = 20,000 \text{ kg} = 20\, \text{tonnes} \]
Réduction des Émissions de CO2 avec l’Utilisation du Biogaz :
- Réduction en Pourcentage :
Le biogaz produit environ 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles pour une quantité d’énergie équivalente.
- Émissions Évitées :
La réduction des émissions de CO2 grâce à l’utilisation du biogaz au lieu de combustibles fossiles pour produire 40 000 kWh d’énergie est donc de
\[ = 20,000 \times 0.60 \] \[ = 12,000 \text{ kg} = 12\, \text{tonnes} \]
En utilisant des combustibles fossiles pour générer 40 000 kWh d’énergie, cela aurait conduit à des émissions de 20 000 kg (20 tonnes) de CO2.
En optant pour le biogaz, qui émet 60% moins de CO2 que les combustibles fossiles, la municipalité pourrait réduire ses émissions de CO2 de 12 000 kg (12 tonnes).
Cette réduction substantielle des émissions de gaz à effet de serre illustre l’impact positif significatif de l’adoption du biogaz comme source d’énergie alternative et renouvelable.
Production de biogaz à partir de déchets
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