Stockage à long terme d’énergie créée de manière renouvelable grâce au méthane
Bien que les technologies d’énergie renouvelables bénéficient d’une importante publicité, le monde tourne toujours en grande partie aux combustibles fossiles parce que les solutions renouvelables sont incapables de répondre à la demande. Cela est particulièrement vrai au niveau saisonnier où l’énergie peut être facilement générée en été, mais est davantage nécessaire en hiver. La solution à ce problème réside dans le stockage d’énergie à long terme. En termes d’approvisionnements à l’échelle du continent qui sont stables sur plusieurs mois, seul le stockage chimique (gaz et combustibles liquides) constitue une option viable.
Power to gas
Le projet STOREandGO, financé par l’UE, a affiné une méthode adaptée appelée «Power-to-gas» (PtG). Cette méthode utilise l’énergie renouvelable pour générer du méthane qui peut être stocké dans des infrastructures gazières classiques. Le projet a démontré la préparation du concept pour une intégration dans des réseaux d’énergie existants, sur trois sites de test distincts présentant de grandes variations climatiques: le sud de l’Italie, la Suisse et le nord de l’Allemagne. L’étude a également produit une feuille de route présentant de manière générale la méthode PtG à l’UE. Dans la première étape du procédé PtG, de l’électricité solaire ou éolienne alimente des électrolyseurs, qui libèrent l’hydrogène de l’eau. Dans la seconde étape, cet hydrogène est combiné avec du dioxyde de carbone, pour donner du méthane synthétique. Cette combinaison est obtenue via un procédé chimique appelé méthanation. Il peut impliquer des catalyseurs chimiques et des températures élevées ou des organismes similaires à des bactéries appelés «archées» à basses températures. «Si le dioxyde de carbone utilisé dans le procédé provient de sources renouvelables, comme les eaux usées ou les résidus de biomasse, le méthane produit via PtG peut être considéré comme renouvelable», explique le Dr Simon Verleger, coordinateur des opérations de STOREandGO. Le méthane peut être stocké et transporté, sous forme liquide ou gazeuse, à l’aide des infrastructures existantes.
Stockage et transport
Sur les sites suisse et allemand, le méthane synthétique a été injecté directement dans les réseaux de gaz existants composés de pipelines et de réservoirs de stockage souterrains. La teneur en méthane était supérieure à 99 %, ce qui est supérieur aux approvisionnements en gaz traditionnels. Sur le site italien, le méthane est liquéfié, permettant son utilisation et son transport comme du gaz naturel liquide. Le méthane liquéfié revêt une importance particulière pour les moteurs de camions et de navires. Si ces véhicules polluants étaient équipés de moteurs à gaz, le procédé PtG rendrait ce secteur des transports pratiquement neutre sur le plan climatique. La technologie de liquéfaction doit seulement être mise en œuvre à quelques emplacements clés. Les résultats ont montré que les deux méthodes de méthanation fonctionnent parfaitement dans des conditions réalistes. Le procédé a atteint une efficacité de 76 % en Suisse et Simon Verleger souligne que cela pourrait facilement être augmenté à 88 %. PtG peut donc parfaitement concurrencer les applications power-to-hydrogen et les applications tout électrique. Les chercheurs ont déterminé qu’avec du carbone vert seul, il serait possible de produire 1 200 TWh de méthane renouvelable en 2050, suffisamment pour satisfaire à la demande de gaz de l’UE pendant plusieurs mois. Concernant l’adoption à grande échelle de la méthode PtG, l’analyse a révélé des facteurs encore plus importants que l’efficacité et les coûts, à savoir la politique de l’UE. «Si l’UE veut soutenir la transition vers la méthode PtG», ajoute Simon Verleger, «les changements politiques devraient inclure un marché fonctionnel pour les gaz renouvelables, des quotas pour ces gaz dans des secteurs spécifiques ou des prix supérieurs pour les émissions de CO2». Avec de tels changements, PtG possède un réel avenir et permettra au final de stocker de l’énergie créée de manière renouvelable.
Mots‑clés
STOREandGO, méthane, renouvelable, PtG, stockage, énergie, Power to gas, méthanation
