Le gaz naturel s’impose comme une énergie incontournable pour lutter contre le réchauffement climatique. Il devrait représenter en Europe par moins de 25 % du mix énergétique global d’ici 2040. Comment faire pour décarboner la production d’électricité, développer la production de gaz vert et utiliser les réseaux de gaz naturel pour stocker les énergies renouvelables ?

Favoriser l’utilisation des centrales thermiques à gaz

La production d’électricité par une centrale thermique à gaz émet 50 % de CO₂ de moins que celle d’une centrale au charbon, tout en garantissant la stabilité de l’approvisionnement pour les réseaux. Remplacer le charbon par le gaz ou simplement éviter la construction de nouvelles centrales au charbon limiterait ainsi massivement et rapidement les émissions de gaz à effet de serre dans le secteur de la production électrique.

Les centrales thermiques à gaz, comme les réseaux urbains de chaleur et de froid alimentés au gaz naturel, sont des unités flexibles et fiables qui peuvent répondre immédiatement aux fortes variations de la demande, pour produire de l’électricité, du chauffage, de la climatisation et du refroidissement, partout et tout le temps. Surtout, ces unités permettent de compléter efficacement les sources d’énergies renouvelables, par nature intermittentes, comme l’éolien ou le solaire.

Développer la production de biométhane

La révolution du gaz vert est en marche. Une plus grande utilisation de ces gaz propres et renouvelables est plus que jamais nécessaire pour lutter contre le réchauffement climatique et l’appauvrissement des ressources minérales. Décarbonée et locale, la production de biométhane, et de méthane de synthèse va de ce fait fortement croître au cours des prochaines années.

Le biométhane a les mêmes propriétés que le gaz naturel et peut être produit de façon renouvelable par la méthanisation des déchets organiques et de la biomasse. Son bilan d’émissions de gaz à effet de serre est quasiment neutre et il peut être injecté dans le réseau de distribution. Il peut être utilisé pour le chauffage, la cuisson, l’eau chaude sanitaire ou encore comme carburant.

Miser sur l’hydrogène vert et le « Power to gas »

L’hydrogène représente une véritable révolution dans le domaine de l’énergie. Il permet notamment de stocker le surplus d’énergies renouvelables, comme le solaire ou l’éolien, grâce à un procédé d’électrolyse. On parle dans ce cas de « Power to gas ». ENGIE teste ce procédé et l’injection de ce gaz alternatif dans le réseau de gaz au travers du projet « GRHYD » à Dunkerque qui permet d’alimenter un réseau de chaleur urbain et de produire du gaz carburant.

On peut ajouter une étape à ce processus : la production de méthane de synthèse 100 % miscible avec le gaz naturel, à partir du mélange d’hydrogène et dioxyde de carbone (CO₂) par méthanation. Cette autre piste prometteuse du « Power to gas » permet de recycler les émissions de CO₂ de process industriel sous forme de méthane injecté dans le réseau de gaz naturel. C’est l’objectif du projet Jupiter1000 développé à titre expérimental à Fos-sur-Mer.

Focus sur la cogénération

La cogénération représente 8% de la consommation annuelle de gaz en France ! Il s’agit plutôt d’installations de forte puissance chez des industriels ou sur des réseaux de chaleur. Depuis quelques années, des technologies innovantes de cogénération de petite puissance (de quelques centaines de We à 250 kWe) font également l’objet de travaux de R&D&D (Research, Development and Demonstration) : cogénération avec moteur à combustion interne ou moteur Stirling, piles à combustible, micro-turbines ou cycle ORC sont des solutions émergentes de production décentralisée d’électricité. Ces travaux sont soutenus par GrDF (qui assure notamment le financement de programmes dédiés au CRIGEN) et GRTgaz (qui finance le délégué du Club Cogénération de l’ATEE), par la Direction Recherche & Technologies (financement d’une thèse avec l’ITE EFFICACITY) et par COFELY Services. Ces nouvelles offres devraient bénéficier d’un contexte rendu plus favorable en France par la parution récente des textes liés au nouveau contrat de rachat (C16). Ces solutions disponibles au niveau logement, en pied d’immeuble ou en tête de réseaux de chaleur permettent une convergence entre les réseaux énergétiques.