Le power-to-gas, comment ça marche ?

Le power-to-gas : une définition

Le power-to-gas est une solution d’avenir qui permet de stocker dans le réseau de gaz naturel le surplus de production d’électricité issue des éoliennes et des centrales et panneaux solaires. Le développement des énergies renouvelables dépendant de facteurs imprévisibles, tels que le solaire et l'éolien, signifie que la production peut parfois excéder la demande ainsi que la capacité de stockage des réseaux électriques. Ce problème peut cependant être résolu par le power-to-gas, une technologie de conversion d'électricité en hydrogène.

Pour garantir un approvisionnement continu, même lorsque le vent et le soleil ne sont pas au rendez-vous, il est donc nécessaire de stocker cette énergie excédentaire sous une autre forme. Il est possible de tirer parti des grandes capacité de stockage des infrastructures de gaz (stock en conduite et stockages souterrains) pour répondre à cette problématique. L'électricité va donc être convertie en gaz par un processus bas carbone ; l'électrolyse.

Comment transformer l'électricité en gaz grâce à l'électrolyse et la méthanation ?

Le procédé de power-to-gas convertit l’hydrogène généré par les excédents des énergies renouvelables en gaz injectable dans les réseaux de distribution. L'hydrogène est produit par électrolyse de l’eau, c'est-à-dire qu'un courant électrique, généré par l'électricité provenant du surplus de production, passe dans l'eau et la transforme en hydrogène. Cet hydrogène peut ensuite être utilisé tel quel, ou être combiné à du CO2 via une étape de méthanation pour générer un méthane de synthèse.

Cette technologie bas carbone permet de stocker plus efficacement les surplus d’électricité renouvelable et de les utiliser comme du gaz naturel ou du gaz vert  : pour le chauffage, l'eau chaude, ou la mobilité.

L'injection de méthane de synthèse dans les réseaux de gaz facilite l'intégration des énergies renouvelables intermittentes comme l'éolien et le solaire dans le mix énergétique, tout en respectant les objectifs bas carbone de la filière et en offrant des solutions au surplus de production. L'Ademe estime que le power-to-gas pourra produire jusqu'à 30 TWh par an à horizon 2030. Ce procédé vient donc rejoindre les autres types de production de gaz vert, tels que la méthanisation.

Quelles perspectives pour l'avenir du power-to-gas ?

Les projets de power-to-gas : l'exemple du GRHYD

Le power-to-gas est en cours d’expérimentation et d'implémentation. GRDF a participé, avec l’ensemble des acteurs professionnels concernés dans la région des Hauts-de-France, à un projet pilote pour cette solution d'avenir : le GRHYD. Lancé en 2014 et terminé en 2020, le projet GRHYD est l’une des initiatives françaises les plus abouties dans le développement de l’hydrogène. 

Ce projet, qui a  nécessité la coopération de nombreux acteurs tels qu'Engie, l'Ademe, et GRDF, avait pour objectif de démontrer la faisabilité technique et l’intérêt environnemental et économique d’une filière de stockage de l’hydrogène vert dans les réseaux de gaz. Bien que n'étant plus actif, le projet GRHYD, mis en place dans la communauté urbaine de Dunkerke, a permis de grandes avancées et a ouvert des perspectives d'avenir pour l'utilisation de l'hydrogène.

Consultez le bilan du projet GRHYD

L'étude de l'Ademe sur le potentiel du power-to-gas  

Découvrez l'étude réalisée par l'ADEME, GRTgaz et GRDF sur le "power-to-gas", une solution d'avenir pour stocker l'électricité d'origine renouvelable et tendre vers une réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Voir l'étude

Cette étude aborde quatre axes fondamentaux pour le développement de la filière power-to-gas dans l'optique de la transition énergétique :

• La place du power-to-gas dans les scénarios européens de transition vers les énergies renouvelables ;
• Les différentes voies de power-to-gas et les technologies associées ;
• Les perspectives et conditions de développement ;
• Des recommandations aux pouvoirs publics et aux différents acteurs pour l'émergence de cette filière en France.

Le rôle de GRDF dans le développement du power-to-gas 

Les objectifs propres à GRDF sont :

• la conception d’un poste d’injection d’hydrogène,
• la mise au point des protocoles d’exploitation adaptés au mélange hydrogène et gaz naturel,

la définition du cadre réglementaire permettant l’exploitation d’un réseau de distribution alimenté par ce mélange.