Un système de production de gaz à partir d’électricité permet un stockage massif d’énergie renouvelable
Au cours des dernières décennies, l’Europe a mis en place certaines des normes environnementales les plus strictes au monde ainsi que des politiques climatiques ambitieuses dans le but de bâtir un avenir durable. La lutte contre le changement climatique et la réduction des émissions de gaz à effet de serre grâce à des systèmes d’énergie renouvelable efficaces figurent en tête de ses priorités. Actuellement, la part des énergies renouvelables dans la production totale d’électricité est estimée à environ 20 %, mais selon l’Agence internationale de l’énergie, elle devrait passer à 50 % entre 2019 et 2024. Certains pays ont déjà prévu de faire passer leurs sources d’approvisionnement en électricité à 100 % d’énergies renouvelables d’ici 2050. Ces scénarios axés sur les énergies renouvelables présentent de nombreux avantages, mais font également face à d’importants défis. Les énergies éolienne et solaire sont de nature extrêmement intermittente: leur production électrique ne peut être utilisée à n’importe quel moment pour répondre aux demandes fluctuantes de la société en matière d’électricité. «Le stockage de l’énergie joue un rôle important dans l’équilibre entre l’offre et la demande, et contribue à créer un réseau plus souple et plus fiable, en découplant la production d’énergie de son utilisation. A long terme, la capacité totale installée est susceptible d’atteindre des valeurs de l’ordre du térawatt-heure, et il faudra sans doute développer de nouvelles solutions de stockage d’énergie», indique Fabio Sarnataro, coordinateur du projet ProGeo financé par l’UE.
Le P2G – un élément essentiel de la transition énergétique
Bien qu’elle n’en soit encore qu’à ses débuts, la technologie de production de gaz à partir d’électricité (P2G) est l’une des rares options viables pour les solutions de stockage d’énergie à grande échelle. Convertir l’excédent d’énergie renouvelable en méthane permet de stocker de grandes quantités d’énergie pendant de longues périodes dans les infrastructures gazières existantes. Les chercheurs qui travaillent sur le projet ProGeo ont réussi à mettre au point une unité modulaire P2G de 500 kW. Ce système permet de stocker de l’électricité en convertissant de l’hydrogène «propre» (obtenu par électrolyse de l’eau) et du CO2 en méthane, avec une grande flexibilité. «La solution ProGeo est essentiellement un procédé dans lequel l’électricité renouvelable excédentaire ou peu rentable est utilisée pour alimenter un électrolyseur, puis stockée sous forme de méthane pour être utilisée ultérieurement en fonction de la demande du marché», explique Fabio Sarnataro. Le méthane est un vecteur d’énergie flexible qui, une fois purifié, peut être utilisé de diverses façons. «Convertir de l’électricité renouvelable sous forme de gaz permet de stocker l’énergie solaire et éolienne dans le réseau de gaz pendant plusieurs mois. Par ailleurs, le méthane est un combustible neutre en carbone, utilisé pour le chauffage et les transports», ajoute Fabio Sarnataro. Les résultats des activités de démonstration ont montré que le système nouvellement développé peut produire 25 Nm3 de gaz par heure, ce qui permet d’obtenir du méthane pur à 99 % à partir du CO2.
Déploiement potentiel du système P2G
La solution ProGeo peut s’avérer très avantageuse pour les petites centrales thermoélectriques ainsi que pour les centrales de cogénération. On peut utiliser le système P2G pour stocker l’énergie sous forme de méthane qu’il est possible, si nécessaire, de convertir en électricité ou en chaleur. «Les propriétaires de centrales thermoélectriques auront la possibilité de choisir entre la vente ou le stockage de l’énergie produite, ce qui évitera la vente d’électricité à bas prix pendant les heures de pointe», explique Cristina Torrisi, gestionnaire de fond public expérimentée chez Labor Srl. En outre, le système ProGeo peut améliorer la durabilité du processus P2G. L’intégration du système P2G dans une centrale de biogaz permettra non seulement d’assurer un cycle fermé du carbone, mais elle pourrait également s’avérer redoutablement efficace: la conversion du CO2 contenu dans un flux de biogaz peut presque doubler la quantité de méthane produite. En contribuant à maintenir l’équilibre du réseau électrique, la solution ProGeo est l’une des alternatives les plus efficaces et les plus compétitives pour une économie à faibles émissions de carbone.
Mots‑clés
ProGeo, méthane, production de gaz à partir d’électricité (P2G), électricité, énergie renouvelable, stockage d’énergie, réseau de gaz
