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Le Power-To-Gas
Outil de flexibilité pour accompagner la transformation du système énergétique et solution de stockage de l'électricité renouvelable
Dans un contexte de transition énergétique, les marchés de l'électricité et du gaz sont en pleine mutation. La France a pris des engagements aux niveaux mondial, européen et national pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre et investir massivement dans les énergies renouvelables. Certains objectifs semblent ambitieux et soulèvent de nombreuses interrogations, notamment sur la gestion de l'intermittence de la production électrique, des pointes de consommation et du stockage de l'électricité.
Le Power-to-Gas est une solution à l'étude permettant d'y répondre. Ce procédé permet en effet de transformer les surplus de production d'électricité renouvelable en gaz (hydrogène ou méthane de synthèse) et ainsi créer des synergies entre les réseaux électriques et gaziers et donc, de la flexibilité.
Synoptique du Power to Gas
- Le procédé :
Le Power-To-Gas consiste à produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité, souvent d'origine renouvelable. L'objectif est de produire en période de faible demande pour profiter d'un prix faible de l'électricité et rendre service au réseau électrique en réduisant le déséquilibre offre/demande.
- Les applications :
L'hydrogène ainsi produit peut être injecté en mélange dans les réseaux de distribution et de transport de gaz, soit directement, soit après méthanation (transformation de l’H2 en méthane de synthèse). L'hydrogène peut en outre être utilisé dans l'industrie ou comme carburant pour de la mobilité verte. Enfin, si la production d'électricité n'est plus suffisante, le gaz peut être converti en électricité (Gas-to-Power), injectée par la suite dans les réseaux.
Contexte et enjeux du Power-to-Gas
Depuis quelques années, de nombreux acteurs s’activent pour démontrer la faisabilité technique et économique du Power-to-Gas (P2G), et l’intérêt de ce procédé pour soutenir l’intégration des énergies renouvelables dans le mix énergétique. La filière Power-to-Gas fait donc intervenir une palette d’acteurs variée et dont les expertises sont complémentaires : énergéticiens, PME spécialisées et organismes de recherche. À ces acteurs, viennent ensuite s’ajouter les entreprises spécialisées dans les énergies renouvelables ou dans des domaines d’activité consommateurs d’hydrogène et de gaz. Les démonstrateurs technologiques et projets de R&D sont soutenus financièrement par les agences nationales et européennes. Enfin, les associations, plateformes et institutions politiques contribuent à construire un cadre réglementaire et économique favorable au développement de la filière.
Les projets et les acteurs de la filière P2G
Aujourd’hui, plus de 70 projets ont vu le jour en Europe dont près d’une dizaine pour la France. Il peut s’agir d’études de faisabilité, de projets de R&D ou de projets démonstrateurs/pilotes. Ces projets ont différentes applications : permettre le développement de la mobilité durable (voitures à hydrogène), fournir de l’hydrogène aux industriels, ou encore injecter de l’hydrogène et/ou du méthane dans les réseaux de gaz déjà existants. Aujourd’hui, plus d’une dizaine de projets ont une puissance supérieure au mégawatt. Certaines briques de ces projets sont d’ores et déjà en phase d’industrialisation (électrolyse alcaline) ou pré-industrialisation (électrolyse PEM).
Les nombreux appels à projets lancés en 2016 et 2018 marquent une réelle prise de conscience, mais des efforts doivent être faits pour mettre en place une vraie stratégie industrielle ainsi qu’une législation adaptée et incitative afin de combler les enjeux liés à la rentabilité de ces installations. La France dispose de nombreux atouts avec des leaders reconnus sur la scène internationale (Air Liquide, McPhy Energy, Areva, Engie, GRTgaz, TOTAL…).
De nombreux efforts sont encore nécessaires pour transformer en succès la volonté des acteurs de la filière et l’expérience acquise ces dernières années sur les projets Power-to-Gas. D’importants progrès technologiques sont attendus et devront être accompagnés d’une évolution favorable de la réglementation, d’une stratégie de développement partagée et d’un effort de sensibilisation afin d’atteindre la viabilité du procédé.