Le power-to-gas, un levier pour la transition énergétique et pour le développement des énergies renouvelables

Solution de stockage consistant à convertir les excédents d'électricité d'origine renouvelable en gaz, le « power-to-gas » aide à la coopération entre les réseaux. Cette technologie innovante permet également de réaliser un pas de plus vers l'un des objectifs phares de la transition énergétique : la division par 4 des émissions de gaz à effet de serre et l'augmentation de la part des énergies renouvelables dans la consommation finale. Ce procédé est complémentaire des autres processus de production de gaz vert, comme la méthanisation et la pyrogazéification.

Le « power-to-gas », comment ça marche ?

Les surplus d'électricité d'origine renouvelable sont transformés en hydrogène par électrolyse de l'eau. Cet hydrogène est ensuite injecté directement dans le réseau de gaz naturel en l'état, ou après une étape de méthanation. Cette dernière consiste à l'associer à du CO2 pour le convertir en méthane de synthèse.

Le gaz vert ainsi produit pourrait être utilisé de diverses façons :

• pour vous chauffer, vous fournir de l'eau chaude ou encore faire cuire vos aliments ;
• pour alimenter les véhicules fonctionnant au GNV (gaz naturel véhicule) ou à l'hydrogène (piles à combustible) ;
• pour répondre aux besoins industriels ;
• pour être localement stocké, puis reconverti en électricité via une pile à combustible.

Un couplage intelligent entre gaz et électricité

En s'appuyant sur la grande capacité de stockage et la flexibilité de leurs infrastructures gazières, de nombreux pays européens ont d'ores et déjà lancé des recherches en matière de « power-to-gas ». C'est notamment le cas du Danemark ou de l'Allemagne qui ont fait le choix d'un développement massif d'énergies renouvelables intermittentes. En France, nos capacités de stockage de gaz sont 300 fois plus importantes que celles du réseau électrique (137 TWh contre 0,4) : le « power-to-gas » semble donc avoir de beaux jours devant lui ! En effet, cette solution illustre bien le rôle complémentaire des différentes énergies et des réseaux pour réussir la transition énergétique.

Une technologie opérationnelle en France à l'horizon 2030

Réalisée à partir des scénarios de transition énergétique « Vision 2030-2050 » de l'ADEME, « négaWatt 2011 » et « GrDF 2050 », l'étude sur le « power-to-gas » parue le 30 octobre dernier présente cette technologie comme une voie d'avenir pour stocker les surplus de longue durée. Ainsi, en 2050, alors que 50 % de l'énergie en France devrait provenir de ressources renouvelables, le « power-to-gas » permettrait de produire entre 20 et 30 TWh/an de gaz vert injectable dans les réseaux existants. Une façon de réutiliser l'énergie produite par les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques… même quand il n'y a pas de vent ou de soleil !

L'objectif de l'étude ADEME-GRTgaz-GrDF est de faciliter le déploiement du « power-to-gas » en France. Pour cela, elle analyse les scénarios européens de transition vers les énergies renouvelables et présente les différentes technologies associées au « power-to-gas ». Elle conclut sur la nécessité de développer ce procédé de valorisation, à moyen ou long terme, pour répondre aux défis de la transition énergétique, et adresse des recommandations aux pouvoirs publics.

• Consulter l'étude ADEME-GRTgaz-GrDF dans son intégralité