Power-to-Gas: une technologie très prometteuse

La Suisse ambitionne un bilan carbone neutre d’ici 2050, tout en fermant ses centrales nucléaires. Les énergies nucléaires et fossiles sont abandonnées au profit d’énergies renouvelables: le soleil, le vent et l’eau nous fourniront celles de demain.

Cette future alimentation électrique fluctuera plus ou moins selon l’heure de la journée et la saison. Il faut s’attendre à un excédent de production en été et un manque d’électricité en hiver, lorsque la demande est la plus forte. Pour combler ce déficit en période de faible production d’énergie éolienne et solaire, nous avons besoin d’un accumulateur.

Le terme Power-to-X recouvre différentes technologies permettant de stocker les excédents d’électricité lorsque l’offre dépasse la demande. Le Power-to-Gas (PtG) sert par exemple à convertir l’électricité renouvelable en hydrogène ou en méthane et permet ainsi son stockage sur un plus long terme. Ces technologies permettent en outre un meilleur couplage des secteurs, c’est-à-dire l’interconnexion des filières électricité, chauffage et mobilité. Le méthane de synthèse peut par exemple être utilisé en tant que carburant pour les véhicules GNC ou être reconverti en électricité.

Comment l’électricité est-elle transformée en gaz?

La conversion d’électricité en gaz s’effectue de la manière suivante: dans un premier temps, les molécules d’eau (H₂O) sont divisées en leurs composants, l’hydrogène (H₂) et l’oxygène (O₂) par électrolyse grâce à l’électricité. Dans un deuxième temps, l’hydrogène est transformé en méthane (CH₄) par adjonction de dioxyde de carbone (CO₂). Composant principal du gaz naturel, le méthane peut être injecté dans le réseau gazier. En tant que GNC, le méthane est un carburant éprouvé, plus tourné vers l’avenir et plus sûr pour les moteurs à combustion et déjà disponible aujourd’hui. La quantité de CO₂ libérée par la combustion est en effet la même que celle qui a auparavant été prélevée dans l’atmosphère pour la production du méthane. Ce carburant de synthèse est donc pratiquement neutre en CO₂.

Le constructeur automobile allemand Audi produit du méthane de synthèse et l’injecte dans le réseau de gaz depuis 2013 à Werlte (Basse-Saxe). L’usine produit environ 1000 tonnes d’«e-gaz» (c’est le nom que donne Audi à ce méthane de synthèse produit par conversion d’électricité en gaz) par an.

Le potentiel du Power-to-Gas

À l’avenir, jusqu’à un million de voitures de tourisme pourraient circuler en Suisse, pratiquement sans émettre de CO₂ grâce au méthane de synthèse. C’est ce que conclut une étude conjointe du Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa) et de l’Institut Paul Scherrer (PSI) réalisée en 2019 sur mandat de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV). En tant que technologie permettant le couplage des secteurs, la conversion d’électricité en gaz favorise en outre le développement du photovoltaïque et de l’éolien.

Et la construction de la première usine Power-to-Gas industrielle de Suisse a débuté à Dietikon (ZH) en 2020. Le projet est porté par huit fournisseurs d’énergie suisses, l’alliance stratégique des services industriels suisses Swisspower et l’entreprise régionale de la vallée de la Limmat Limeco.