Le Power-to-Gas représente une solution d’avenir permettant de transformer l’électricité issue d’énergies renouvelables en gaz hydrogène. Ainsi converties, ces énergies peuvent être stockées et transportées dans les réseaux de gaz naturel. Cette technologie innovante est une réponse à 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.
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Power to gaz
Le projet de démonstration donne une réalité au concept de Power-to-Gas
À Dunkerque, ENGIE expérimente ce concept à la fois pour chauffer 200 logements d’un nouveau quartier d’habitation et pour alimenter en carburant Hythane® (mélange d’hydrogène et de gaz naturel) la flotte de bus qui roule aujourd’hui au GNV. L’hydrogène produit par l’électrolyse de l’eau (technologie PEM) est ensuite stocké puis injecté dans le réseau de distribution de gaz où circule le gaz naturel pour constituer un nouveau gaz combustible. Le concept de Power-to-Gas contribue ainsi à intégrer et à valoriser des énergies renouvelables dans le réseau existant de gaz par l’intermédiaire de l’électricité verte.
Le Power-to-Gas, comment ça marche ?
L’énergie produite par les éoliennes et les panneaux solaires est une énergie locale, renouvelable et disponible mais dont la production ne fonctionne que par intermittence et est difficilement prévisible. Pour développer ces énergies du futur, il faut donc inventer des moyens de stockage qui permettent de garantir l’approvisionnement pendant les périodes où le vent et le soleil sont moins présents.
L’intégration croissante d’énergies renouvelables (éolien, solaire...) dans les réseaux électriques aura pour effet d’accroître le nombre de périodes où la production énergétique dépassera sa demande. Les quantités mises en jeu pourraient dépasser les capacités classiques de flexibilité et de stockage du système électrique : la conversion en une autre énergie apparaît dès lors comme LA solution pour valoriser ces excédents d’électricité verte.
Les surplus d'électricité d'origine renouvelable sont transformés en hydrogène par électrolyse de l'eau : grâce à un simple courant électrique, l’eau est transformée en oxygène ou en hydrogène gazeux. Cet hydrogène produit est utilisé sur place ou injecté dans les réseaux existants (de distribution ou de transport) de gaz naturel en l'état, ou après une étape de méthanation (l’hydrogène associé à du CO2 est converti en méthane de synthèse).
La technologie du Power-to-Gas permet de stocker plus efficacement les surplus d’électricité renouvelable et de les mettre au service de différents usages : chauffage, eau chaude, mobilité.
L'injection dans les réseaux de gaz facilitera l'intégration des énergies renouvelables intermittentes dans le mix énergétique et permettra d'augmenter leur part dans la consommation énergétique finale. Le potentiel du Power-to-Gas est estimé par l'Ademe à 30 TWh par an pour la France métropolitaine à horizon 2030.
Le « Power to Gas » est au carrefour des métiers d’ENGIE dans le domaine de l’énergie et des services :
- la production d’électricité renouvelable,
- la gestion énergétique,
- les services à l’énergie,
- le transport,
- la commercialisation de gaz naturel.
Les innovations liées au « Power-to-Gas »
- De nouveaux produits et offres : un gaz GN-H2 distribué par le réseau de gaz naturel, un carburant Hythane® pour véhicules, des véhicules GNV adaptés au carburant Hythane® ;
- Des technologies innovantes portées par des acteurs français : électrolyseurs, technologies de stockage, outils de gestion (arbitrage) & pilotage de production & stockage H2 ;
- Une solution d’acheminement de l’hydrogène via le mélange GN-H2.
Chiffres clés
Le Power-to-Gas, c'est :
- A l'horizon 2030, une technologie pleinement opérationnelle en France, sans qu’il n’y ait ni rupture technologique, ni besoin de développer de nouvelles infrastructures de transport.
- A l'horizon 2035 l'Ademe évalue le potentiel d'hydrogène produit à partir d’électricité en France en ayant recours au Power-to-Gas à environ 30 TWh par an.
- En 2050, les installations de Power-to-Gas pourraient également permettre de coproduire entre 5 et 18 TWh de chaleur et entre 3 400 et 11 700 kt d’oxygène.
- 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.
Source : Étude de l’Ademe portant sur l’hydrogène et la méthanation comme procédé de valorisation de l’électricité excédentaire
