Published April 2019 | Version v1
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Opticive - Optimization of intermediate energy crops for methanization in exploitation systems. Final report, April 2019

Creators

  • 1. GIE GAO Arvalis - Terres Univia - Terres Inovia (France)
  • 2. Agence de la transition ecologique - Ademe (France)
  • 3. Terres Univia (France)
  • 4. Ministere de l'Agriculture (France)
  • 5. Gaz Reseau Distribution France - GRDF (France)
  • 6. Club Biogaz (France)
  • 7. Association des Agriculteurs Methaniseurs de France - AAMF (France)
  • 8. Association d'Initiatives Locales pour l'Energie et l'Environnement - Aile (France)

Description

Energy cover crops represent a large opportunity for French energy transition strategy and bioeconomy development. Energy cover crops are a main issue for on-farm biogas plants (ADEME et al., 2018) and agroecology development. Energy cover crops are grown into a 3 crops over 2 years succession, composed of 2 food/feed crops and one for biogas. Many questions have to be studied on crop management, costs, profitability indeed first feedback. OPTICIVE program aimed at optimising crop management of the whole succession and to assess technical, environmental and economic parameters. Analytic and long term experiments (SyppreR) were carried out in two contrasted pedoclimatic conditions of Southwestern France: in chalky clay soil of Lauragais hillside with summer drought and deep loamy clay soils and with a high organic content soil in Bearn area with regular and important rain. Crop modelling was an objective with these conditions in order to extrapolate results. First management recommendations were built on species, sowing date, fertilisation but cover crop production was highly variable. Energy catch crops can decrease the yield of the following crops, mainly for winter cover crops because of a later sowing date of the following crop, but they decrease risks in nitrogen leaching even with a low fertilisation. Carbon storage into the soil allowed by theses energy cover crops and digestate is another result. Without any difference for biomethane potential between crops, optimal productivity is the main issue for the crop rotation profitability. Hypothesis of the global assessment were built during a co-construction meeting with stakeholders. Energy catch crop production cost reached 120 Euros/tDM and 120 Euros/MWh for the total energy cost of biomethane injected into the grid. Profitability yield were closed to experiment results: 6 tDM/ha. New cropping systems including energy catch crops could be interesting for farm profitability with an optima crop management of the whole crop rotation. Further work will focus on regionalised recommendations and new species of cover crops in order to improve ecosystemic services (weeds, diseases...) in complement to economic function. (authors)

Abstract (French)

Les cultures intermediaires a vocation energetique (CIVE) sont au coeur des strategies de transition energetique et de developpement de la bioeconomie. Elle representent un enjeu majeur pour l'approvisionnement des methaniseurs (ADEME et al., 2018) et pour le developpement de l'agroecologie. Si les premiers retours d'experience confirment l'interet de ces sequences de 3 cultures en 2 ans avec deux cultures alimentaires et une culture valorisee en methanisation, les interrogations restent nombreuses sur la conduite de culture, les couts et seuils d'interet economique. Le projet OPTICIVE visait a optimiser la conduite de ces sequences de culture et a evaluer leur interet technique, economique et environnemental. Pour cela un programme d'experimentation a ete elabore sur la base d'essais analytiques et de dispositifs d'experimentation a long terme: SyppreR. Ces dispositifs ont ete mis en oeuvre dans deux contextes pedoclimatiques marques du sud-ouest: en coteaux argilo-calcaire sechant et en zone limono argileuse humifere du piemont pyreneen avec une pluviometrie abondante et reguliere. Ces deux conditions et les mesures realisees avaient pour objectif de debuter des travaux sur l'extrapolation de ces resultats. Les premieres recommandations techniques ont pu etre etablies et diffusees, tant sur les choix d'espece que les dates de semis et la fertilisation mais la variabilite de production est tres elevee. L'interet de ces intercultures se confirme egalement pour reduire les risques de lixiviation d'elements mineraux mais elles peuvent engendrer des pertes de rendements pour la culture suivant les CIVE d'hiver essentiellement, en raison de retards d'implantation. Ces resultats ont aussi permis de confirmer l'interet des CIVE et du retour des digestats pour l'etat organique des sols. Face a l'absence de difference significative de potentiel methanogene, la recherche d'une production optimale est un enjeu essentiel pour la rentabilite de ces systemes. Grace a une co-conception des hypotheses d'evaluation avec differents acteurs de la filiere, les couts de production des CIVE et de l'energie produite ont pu etre evalues: 120 Euros/tMS environ et 120 Euros/MWh pour des valorisation via injection dans les reseaux. Des seuils de rentabilite proches de 6 tMS/ha ont egalement ete calcules et rejoignent les rendements moyens en experimentation. Dans les conditions etudiees, ces systemes de culture peuvent presenter un interet pour la rentabilite des exploitations agricoles avec une conduite optimale de la sequence. Mais des travaux complementaires devront permettre d'apporter des recommandations regionalisees sur ces sequences et d'elargir le champ des especes travaillees afin de maximiser les services ecosystemiques rendus par ces cultures en complements de leur fonction economique. (auteurs)

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Additional details

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Original title (French)
Opticive - Optimisation de la mobilisation de CIVE pour la methanisation dans les systemes d'exploitation. Rapport Final, Avril 2019

Publishing Information

Imprint Pagination
78 p.
Report number
INIS-FR--23-0611

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
54074304
Subject category
S09: BIOMASS FUELS;
Descriptors DEI
BIOGAS PROCESS; COST BENEFIT ANALYSIS; COST ESTIMATION; CULTIVATION TECHNIQUES; ENERGY CROPS; ENVIRONMENTAL IMPACTS; EXTRAPOLATION; FERTILIZERS; LEACHING; OPTIMAL CONTROL; PRODUCTION; RECOMMENDATIONS; RESEARCH PROGRAMS; SOIL CHEMISTRY
Descriptors DEC
ANAEROBIC DIGESTION; BIOCONVERSION; BIOMASS; CHEMISTRY; CONTROL; CROPS; DIGESTION; DISSOLUTION; ECONOMIC ANALYSIS; ECONOMICS; ENERGY SOURCES; MATHEMATICAL SOLUTIONS; NUMERICAL SOLUTION; RENEWABLE ENERGY SOURCES; SEPARATION PROCESSES

Optional Information

Notes
18 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses