Challenge
L’intermittence des principales sources d’énergie renouvelables est l’un des plus gros problèmes auxquels le secteur des énergies est confronté. La production d’énergie solaire nécessite un temps ensoleillé et sans nuage, tandis que l’énergie éolienne n’est générée que lorsque le vent est suffisamment fort pour faire tourner les éoliennes. Le principal challenge à relever est l’asymétrie entre l’offre et la demande. Des solutions de stockage d’énergie sont donc nécessaires pour utiliser de nouvelles sources d’énergies renouvelables. Actuellement, environ 20 à 30 % des énergies renouvelables sont gaspillées, car le réseau électrique ne peut pas adapter la production en fonction de la demande.
Solution innovante
Afin d’éviter un tel gaspillage, des options de stockage d’énergie à long terme et à grande échelle sont nécessaires pour utiliser cette énergie excédentaire provenant de sources renouvelables. Les technologies Power-to-Gas représentent une solution pertinente : électrolyse de l’eau qui permet de produire de l’hydrogène, puis conversion du dioxyde de carbone en méthane renouvelable de qualité réseau. Le méthane renouvelable peut ensuite être injecté dans l’infrastructure existante du gazoduc pour être stocké, puis distribué. Il peut être utilisé pour le chauffage, le transport, un usage industriel, ou même être reconverti en électricité renouvelable.
Fonctionnement
L’énergie renouvelable alimente un électrolyseur qui permet de décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. L’hydrogène et le CO2 subissent une réaction biocatalytique dans des microorganismes unicellulaires appelés archées. Cette réaction entraîne la production de biométhane, qui est acheminé dans le réseau de gaz.
Bénéfices additionnels
Ce procédé de production de biométhane offre plusieurs avantages par rapport aux procédés conventionnels de méthanation, i.e. par voie thermochimique :
- Il peut utiliser des sources de CO2 mixtes, telles que le biogaz brut.
- Il offre une grande flexibilité opérationnelle pour compléter l’éolien ou le photovoltaïque.
- Les conditions de fonctionnement sont faciles à obtenir (65°C, 10 bar), ce qui génère des CAPEX et OPEX relativement bas.
Il permet également une forme de décarbonation, en éliminant du dioxyde de carbone qui serait autrement libéré dans l’atmosphère et contribuerait au réchauffement climatique.
Enfin, dans le cadre de la transition énergétique, la génération de gaz renouvelable bas carbone à grande échelle constituera la meilleure solution pour remplacer complétement le gaz naturel, qui est une énergie fossile.
Niveau de maturité
Niveau 1 : Preuve de concept ou test en laboratoire
Niveau 2 : Testé en conditions réelles
Niveau 3 : Solution commercialisée
