TRANSITION ÉNERGÉTIQUE

Du gaz de schiste ? Non du gaz d'éolienne !

SolarFuel-logoUne usine pilote de conversion de l'électricité en gaz a été réalisée par la jeune société allemande SolarFuel avec le concours d'instituts de recherches appliquées. 

Objectif : stocker l'électricité éolienne et solaire.

D'une puissance de 250 kW l'usine pilote de conversion de l'électricité éolienne ou solaire photovoltaïque en gaz a été inaugurée à Stuttgart le 30 octobre 2012. Elle a été réalisée par la start-up SolarFuel avec le soutien du Centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène (ZWS) de Stuttgart et du Fraunhofer Institute, le plus grand institut de recherche apliquée en Europe.

Si tout va bien une première installation de taille industrielle (6MW) sera mise en service en 2013 pour le constructeur automobile Audi, à Werlte près de Oldenburg. L'objectif de la technologie est de répondre aux problèmes posés par l'intermittence des sources éoliennes et solaires dans la perspective allemande d'une électricité 100% d'origine renouvelable en 2050.

 

L'électricité quasi gratuite à certaines heures

 

En Allemagne, à certaines heures, la production solaire et éolienne peut atteindre celle de 30 ou 40 réacteurs nucléaires ! Ce qui amène le prix instantané de l'électricité à baisser fortement. Si ce pic de production ne correspond pas à un pic de demande, le prix instantané de l'électricité peut devenir même nul, voire négatif (1), ce dont profitent les usagers (2), mais ne fait pas l'affaire des électriciens. En 2010, 100 millions de kWh d'électricité auraient même été perdus.

Une solution : le stockage de l'électricité au moment où elle ne vaut presque rien pour la revendre plus tard au moment où la demande est forte et son prix élevé. Plusieurs solutions existent, la plus ancienne consistant à remonter l'eau dans les barrages par pompage (un exemple en France au barrage de Grand'Maison en Isère). La conversion de l'électricité en gaz est l'une des autres solutions possibles. Sachant qu'en Allemagne le réseau de gaz dispose lui d'un stockage 217 TWh (1 terawattheure =1 milliard de kWh).

 

SolarFuel ou le gaz renouvelable !

 

Le procédé développé par SolarFuel est simple en théorie : de l'hydrogène, généré par électrolyse de l'eau, réagit avec du gaz carbonique dans un réacteur catalytique pour produire du méthane et de l'eau. Le méthane peut ensuite être compressé et injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel.

Le rendement de l'opération est de l'ordre de 60 %. Mais si on utilise la chaleur générée (et perdue) par l'opération dans une usine de biogaz (qui fabrique du méthane en chauffant des déchets) le rendement peut monter à 70-80%.

Selon Stephan Rieke, directeur commercial de SolarFuel, les améliorations les plus significatives porteront sur l'amélioration de l'électrolyse elle-même dont le rendement devrait passer de 65-70% actuellement à plus de 75% dans 5 ans.

 

Acheter du courant à 1 cts, revendre du gaz à 15 cts

 

Le coût visé pour ce "gaz renouvelable" est de 8 ou 9 cts le Kwh, soit le tarif de rachat du biogaz aujourd'hui. L'investissement devrait être de l'ordre d'un million d'euros par MW d'ici 2015 à 2017 pour des usines d'une puissance de l'ordre de 10 MW (c'est deux fois plus cher aujourd'hui).

Quant au modèle économique, il s'agit d'acheter de l'électricité sur les marchés quand elle est à un ou deux centimes le kWh, puis de revendre le gaz quand il est à son prix le plus élevé. Utilisé dans l'automobile, Stephan Rieke fait remarquer que le prix de revente du gaz pourrait atteindre de l'ordre de 15 cts.

  

carportDes voitures au gaz d'électricité

 

Audi a déjà commandé à SolarFuel une usine de gaz renouvelable de 6,3 MW. Elle devrait voir le jour au deuxième semestre 2013 et produire 1,4 million de m3 de gaz par an. Le constructeur devrait lancer en 2013 son modèle A3 TCNG qui pourra fonctionner au gaz naturel. Rien ne changera à la pompe, sauf que pour chaque plein de gaz, Audi réinjectera autant de gaz renouvelable dans le réseau de manière à garantir une véritable neutralité carbone (3). Une usine de 6,3 MW pourra produire du gaz pour 1500 voitures roulant chacune 15 000 kilomètres par an.

 

De l'intelligence partout

 

Cette expérience montre la complexité économique et technique de la gestion intelligente des réseaux électriques, la necessité d'une vision industrielle globale et d'une adhésion de la société aux valeurs de développement durable. Sur ces bases notre voisin Allemand développe une industrie des technologies vertes dont il sera vraisemblablement le champion mondial (notre article).

Article réalisé en collaboration avec notre correspondant allemand André Langwost
Photos aimablement fournies par SolarFuel.

Références

1) Pour les centrales à charbon le coût de l'arrêt des générateurs puis de la remontée en pression peut être supérieur au coût de la vente à prix négatif. Negative Wholesale Power Prices: Why They Occur and What to Do about Them. Maria Woodman, Undergraduate Student Economics Department, New York University

2) Une étude du Fraunhofer Institute montre que l'éolien fait baisser le prix de l'électricité en Allemagne conduisant à une économie de5 milliards d'euros par an pour les consommateurs allemands. Sensfuss, Frank; Ragwitz, Mario (2008). "The merit-order effect: A detailed analysis of the price effect of renewable electricity generation on spot market prices in Germany". Energy Policy 36 (8 ( Aout)): 3076–3084.

3) Voir notre article "L'automobile électrique roulera-t-elle à l'uranium, à l'énergie solaire, ou au charbon ?"  

Article DD magazine

 

Du gaz de synthèse dans nos réservoirs ?

 

Rouler au méthane n'est pas nouveau, mais est remis au goût du jour par Audi. En l'occurrence, l'intérêt de ce carburant est d'utiliser du CO2 recyclé.

 

 

Aux recherches menées par la plupart des constructeurs sur l’hybride, le tout-électrique, l’hydrogène, etc., Audi ajoute aujourd’hui une recette vieille de cent ans : le méthane de synthèse, dont le procédé de fabrication fut découvert par le Français Paul Sabatier, prix Nobel de chimie en 1912. Pourquoi remettre cette pratique au goût du jour ? D’abord parce que ce gaz peut remplacer les carburants traditionnels, sans autre modification aux moteurs actuels que celle des injecteurs. Ensuite, parce que la fabrication à large échelle du méthane est synonyme d’indépendance énergétique, et que son stockage ne pose pas de problème, puisqu'on peut l’injecter directement dans les réseaux de gaz de ville. Enfin parce que sa fabrication peut se faire à partir de CO2 recyclé, ce qui assure, en théorie, une mobilité "carbo-neutre".Audi s’est donc greffé, à l’automne 2010, sur un projet de production de méthane non fossile, sur lequel travaillent, depuis près de trois ans, les Allemands de SolarFuel, de l’institut Fraunhofer et le fabricant d’énergie EWE.

 

De l'extérieur, seuls les logos distinguent cette Audi¨A3¨TCNG.

 

Grâce à l’électricité fournie par le vent ou le soleil, on peut réaliser une électrolyse visant à séparer l’eau en oxygène et hydrogène. En attendant que des voitures à pile à combustible soient financièrement compétitives, on peut combiner cet hydrogène à du CO2 récupéré d’une usine (par exemple, comme ici, de biogaz traitant les détritus) pour obtenir, à l’aide d’un catalyseur et sous des températures et des pressions élevées, du méthane et de l’eau (lire ci-dessous). Audi, convaincu par l’idée, a d’ores et déjà investi 50 millions d’euros, acquis des éoliennes off-shore en mer du Nord (où le vent souffle fort !) et va débuter la construction, non loin de là, en Basse-Saxe, d’un électrolyseur et d’une installation de méthanisation. La première Audi à rouler au méthane est attendue dès 2013 en Allemagne : l’A3 TCNG (pour Turbo Compressed Natural Gas), dont la motorisation sera basée sur le 1.4 de 114 ch, est censée consommer 4 kg de ce gaz aux 100 km, ce qui, au cours actuel, équivaudrait à environ 6 €/100 km, contre environ 8 €/100 km pour un diesel... Reste deux inconnues : le coût de production de ce méthane, et la quantité d’énergie que réclame la réaction de Sabatier. Mais l’idée est intéressante, car le CO2 que rejettera cette A3 (environ 95 g/km) sera uniquement celui qui aura été préalablement récupéré pour fabriquer son carburant.

 

Audi A3 TCNG

  
 
/
/

Retour à l'accueil

Partager cet article

Pour être informé des derniers articles, inscrivez vous :

À propos

Transition Energétique

Au nom de quoi léguer pour des milliers d'années à des centaines de générations des produits toxiques qui n'auront servi au bien être que de deux ou trois générations ?
Voir le profil de Transition Energétique sur le portail Overblog

Commenter cet article