«Swiss made» et pauvre en CO₂

Le remplacement du nucléaire par des énergies renouvelables dans la production suisse d’électricité libère des potentiels jusqu’ici insoupçonnés. Dans notre pays, la technologie Power-to-Gas permettrait de produire du méthane renouvelable pour près d’un million de voitures de tourisme.

Lorsque l’énergie nucléaire devra être remplacée par le photovoltaïque dans un avenir pas si lointain, des excédents d’électricité renouvelable seront disponibles en Suisse. Une technologie prometteuse, le Power-to-Gas (P2G), tiendra alors le devant de la scène de l’approvisionnement énergétique durable. Le P2G désigne un groupe de procédés de conversion de l’électricité en hydrogène et en hydrocarbures gazeux ou liquides, tels que le méthane ou l’e-diesel.

Pour des raisons techniques, la sortie du nucléaire et le développement prévu du photovoltaïque (PV) entraîneront des excédents et des déficits temporaires d’électricité en Suisse. La production nationale est d’ailleurs d’ores et déjà excédentaire durant le semestre d’été, notamment en raison du rendement estival accru de l’hydraulique et de la quasi-impossibilité de réguler l’énergie nucléaire. Ces surplus peuvent pour l’instant encore être exportés vers les pays voisins, mais à des prix de plus en plus bas du fait de l’offre de courant en hausse à la belle saison. Comme les pays limitrophes investissent eux aussi dans le photovoltaïque et que leurs excédents et déficits coïncideront avec les nôtres, les possibilités d’exportation d’électricité estivale s’amenuiseront progressivement.

Une étude conjointe de l’Empa et de l’Institut Paul Scherrer réalisée sur mandat de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) s’est pour la première fois intéressée en détail au potentiel du Power-to-Gas en Suisse. Elle se fonde sur les chiffres du projet toitsolaire.ch de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) qui a examiné le potentiel de production PV de tous les toits de maisons en Suisse. 50% des surfaces de toiture bien adaptées à la production PV ont été prises en compte.

Le rendement des installations P2G de taille moyenne oscille aujourd’hui entre 45 et 55%, raison pour laquelle la conversion en gaz devrait être limitée à la seule l’électricité renouvelable excédentaire, et ne pas s’appliquer à celle immédiatement utilisable sur le marché.

Synthèse des principaux résultats de l’étude:
• Le développement susmentionné du photovoltaïque permettrait de produire environ 24 térawattheures (TWh) d’électricité par an (15 en été et 9 en hiver).
• Quelque 13 TWh excédentaires pourraient être consommés de nuit grâce à des accumulateurs.
• Compte tenu de cette compensation jour/nuit, l’excédent annuel net d’électricité serait de 10,8 TWh.
• L’électrolyse permettrait de le convertir en 6,5 TWh d’hydrogène.
• Ceux-ci pourraient à leur tour être convertis en 5 TWh de méthane environ (ou d’hydrocarbures liquides).
• En l’état actuel de la technique de motorisation, ces 5 TWh permettraient d’alimenter 640’000 véhicules à gaz affichant une consommation de 4,3 kg de GNC/100 km et parcourant 14’000 km par an.
• Si l’on tient compte de ses progrès futurs et de l’augmentation du rendement et de l’efficience énergétique qui en découlera, il devrait même être possible d’alimenter près d’un million de véhicules en méthane renouvelable en Suisse.
• Pour pouvoir respecter les directives prévues sur les émissions de CO₂ des voitures de tourisme à partir de 2023, il faudrait, selon l’épuisement de la technologie essence, diesel et hybride, mettre en circulation chaque année 55’000 véhicules électriques, 90’000 hybrides rechargeables ou 90’000 véhicules fonctionnant au méthane de synthèse.

Les chercheurs du PSI et de l’Empa concluent que le potentiel énergétique du P2G est important «pour contribuer de manière significative à la réalisation des objectifs en termes de valeurs d’émissions de CO₂.» Ils considèrent en outre que le rôle du P2G s’inscrit dans un contexte plus large : «Sans cette technologie, le développement du photovoltaïque risque de s’enliser du fait du ratio élevé d’électricité excédentaire potentielle, le marché étant par moments saturé d’énergies renouvelables.» (pd, 4 juillet 2019)

Informations complémentaires sur la mobilité durable: empa.ch, hsr.ch, cng-mobility.ch et umweltarena.ch