Projet Power-to-Gas
Qu'est-ce que le Power-to-Gas ?
Le Power-to-Gas utilise les surplus d’électricité renouvelable pour produire de l’hydrogène ou du méthane de synthèse par un processus de méthanation. Cela permet de pallier les deux limitations actuelles des énergies renouvelables : le stockage et le transport.
En effet, la production d'électricité renouvelable, issue des barrages, des panneaux photovoltaïques ou de parc éolien, est excédentaire en été et diminue fortement en hiver, alors même que les besoins énergétiques augmentent. Le stockage de cet excédent d'électricité renouvelable produit en été représente donc un enjeu majeur pour parvenir à un mix énergétique décarboné. Grâce au Power-to-Gas, ce surplus peut être converti en gaz de synthèse neutre en CO2 et facilement stocké dans les réseaux de gaz. L'Europe dispose en effet d’importantes capacités de stockage gazier (environ 100 milliards de m3, soit 25% de la consommation annuelle européenne de gaz).
Ce gaz renouvelable peut ensuite être consommé sur place ou transporté rapidement dans toute l'Europe grâce aux réseaux gaziers (plus de 200'000 km de gazoducs haute pression en Europe, dont 2’250 km en Suisse).
Le réacteur de méthanation au PDC de Sion
Depuis septembre 2020, Gaznat teste au sein du Poste de Détente et de Comptage (PDC) de Sion un réacteur de méthanation, intégré dans un projet Power-to-Gas, pour convertir plus de 99% de CO2 capturé au préalable. Cette installation unique en Suisse, réalisée en partenariat avec l'EPFL Valais-Wallis et grâce au soutien financier d’Innosuisse, est le fruit de trois ans de recherches, et concrétise dans un environnement industriel les travaux du Pr Andreas Züttel, directeur du Laboratoire des matériaux pour les énergies renouvelables (LMER) et de son équipe. Son inauguration officielle a eu lieu le 25 septembre 2020, en présence des partenaires EPFL, OIKEN, et du Président de la Ville de Sion.
Fonctionnement du réacteur
Le procédé utilisé consiste à convertir de l’électricité d’origine renouvelable en hydrogène par électrolyse. La méthanation combine ensuite l’hydrogène avec du CO2 pour produire le gaz de synthèse alors injecté dans le réseau de distribution de OIKEN. Le CO2 utilisé est actuellement capté à partir d’un site industriel et mis en bouteille.
Le schéma ci-dessous présente les différentes étapes, qui sont détaillées dans l'article de la revue Aqua&Gas consacré au réacteur :
"A partir d’une source électrique renouvelable (1) et de l’eau, l’électrolyseur (2) produit de l’hydrogène. Celui-ci est injecté dans le réacteur de méthanation, de même que le CO2 (3) capté sur un site industriel (stocké sous forme de bouteilles). La réaction catalytique dans le réacteur va ainsi produire du gaz de synthèse (réaction de Sabatier), ayant les mêmes propriétés que le gaz naturel. Le gaz produit, de l’ordre de 0,72 kg/h (11 kWh) est injecté directement dans le réseau de distribution, et reconnu comme gaz neutre en CO2. En outre, l’énergie thermique dissipée tant par l’électrolyseur (2) que le réacteur de méthanation (4) est entièrement récupérée pour préchauffer le gaz avant sa détente (5).
Le dimensionnement des équipements a été défini dans le but de produire du gaz de synthèse en ruban durant pratiquement toute l’année, soit 79'000 kWh, tout en permettant une économie sur l’énergie de préchauffage du gaz de l’ordre de 140'000 kWh."
Objectifs et perspectives
Avec ce projet, Gaznat souhaitait atteindre la neutralité carbone d’un PDC, et diminuer ainsi son impact environnemental tout en démontrant la viabilité de la technologie Power-to-Gas pour l'industrie. Forte de la réussite de ce premier projet-pilote, Gaznat étudie maintenant la possibilité d'équiper d'autres PDC avec des réacteurs de ce type.
A moyen terme, le but est de pouvoir produire de l'énergie renouvelable en continu à échelle industrielle, qui pourrait être utilisée pour d'autres applications. Gaznat poursuit donc sa collaboration avec le Pr Züttel et l'EPFL pour réaliser un réacteur d’une puissance 20 fois supérieure à celle du PDC de Sion, soit de l’ordre de 225 kW, dans le but de le commercialiser à large échelle, au vu de son taux de conversion du CO2 et de son rendement dépassant largement les produits concurrents actuellement disponibles sur le marché. Ce nouveau développement se fera également en collaboration avec GRZ Technologies, une start-up spécialisée dans les installations pour l’hydrogène.
Dans un deuxième temps, l'objectif est également de combiner la technologie du réacteur avec les technologies développées par l’EPFL et soutenues via les chaires Gaznat – comme par exemple les membranes nanopores en graphène – pour capter le CO2 à partir de flux de combustion sur des installations émettrices de dioxyde de carbone. Cela permettra de rendre l'installation encore plus efficiente sur le plan énergétique.
Pour en apprendre davantage sur le Power-to-Gas et son utilisation au PDC de Sion,
VISIONNEZ LA VIDEO CI-DESSOUS:
Pour en apprendre davantage sur la méthanation,
VISIONNEZ LA VIDEO DIFFUSEE PAR L'EPFL CI-DESSOUS :
Le projet énergétique GreenGas et son Innovation Lab
Gaznat a officiellement inauguré son Innovation Lab le 30 août 2023 au Centre de Conduite et de Surveillance à Aigle, lequel fait partie d'un projet énergétique inédit en Suisse romande, nommé GreenGas.
Il s'agit du plus grand laboratoire à échelle industrielle pour le développement des gaz renouvelables neutres en CO2.
L'Innovation Lab est le fruit d'une collaboration intense entre Gaznat et l'EPFL et sa spin-off GRZ Technologies, une coopération qui a mené à maturité deux innovations prêtes à être testées en milieu industriel : le réacteur de méthanation et les membranes en graphène à nanopore.
Visitez la rubrique Innovation pour en apprendre davantage sur le projet GreenGas.
VISIONNEZ LA VIDEO DE LANCEMENT DU PROJET GREENGAS :
