STOCKER L’ÉLECTRICITÉ RENOUVELABLE
Les centrales éoliennes, hydrauliques et solaires produisent des quantités variables d’électricité selon les conditions météorologiques, l’heure et la saison. Si, à un moment donné, la production dépasse la consommation, des centrales doivent être débranchées du réseau électrique afin de préserver sa stabilité, occasionnant des déperditions de précieuse énergie renouvelable. La technologie power-to-gas offre un moyen novateur de stocker cette énergie excédentaire. L’Islande présente des conditions particulièrement favorables pour le power-to-gas: le pays dispose d’importants surplus d’électricité renouvelable qui ne peuvent pas être exportés. En même temps, les prix de l’électricité sont très bas. Cela augmente la rentabilité de la technologie power-to-gas.
COMMENT FONCTIONNE LA TECHNOLOGIE POWER-TO-GAS?
De l’électricité renouvelable excédentaire est utilisée pour décomposer des molécules d’eau en hydrogène et en oxygène (électrolyse). Dans un deuxième temps, l’hydrogène ainsi obtenu (H2) est combiné avec du dioxyde de carbone (CO2) et transformé en méthane (CH4) (méthanation).
La méthanation peut se faire sous forme catalytique ou biologique. La méthanation catalytique est un procédé chimique. À l’aide d’un catalyseur (p.ex. du nickel) et à des températures de 300 à 700 °C, le CO2 réagit avec l’hydrogène pour se transformer en méthane et en eau. Le CO2 et le H2 se lient tous deux au catalyseur de nickel pour se combiner ensuite immédiatement en méthane (CH4). La particule de nickel redevient alors disponible pour les prochaines molécules de CO2 et de H2.
Outre le procédé chimique (catalytique), la méthanation peut aussi se faire sous forme biologique. L’installation power-to-gas s’appuie alors sur l’aide de minuscules organismes vivants, nommés archées. Ces microorganismes sont présents dans les sources géothermiques d’Islande et métabolisent l’hydrogène et le CO2 en méthane.
UNE TECHNOLOGIE CLÉ POUR LE COUPLAGE DES SECTEURS
Le méthane présente la même composition chimique que le gaz naturel et il est désigné sous le nom de gaz renouvelable de synthèse ou «synthetic green gas» (SGG). Le gaz renouvelable de synthèse est très polyvalent: il peut être utilisé en tant que combustible par les particuliers ou dans l’industrie, en tant que carburant dans les transports ou pour la production combinée d’électricité et de chaleur dans des installations CCF. La technologie power-to-gas met ainsi en réseau les secteurs de l’électricité, de la chaleur et de la mobilité, ce qu’on désigne sous le terme de couplage des secteurs.
STOCKER DE L’ÉNERGIE EN ÉTÉ POUR LA CONSOMMER EN HIVER
Dans un système qui mise pleinement sur les énergies renouvelables, la technologie power-to-gas contribue de manière importante au stockage saisonnier: l’électricité renouvelable souvent produite en grande quantité pendant le semestre estival peut être stockée sous forme de gaz pour devenir disponible en hiver. La technologie power-to-gas est une technologie de stockage peu encombrante: une même quantité d’énergie nécessite un volume environ cent fois inférieur sous forme de gaz que sous forme d’eau dans un lac de rétention.