La place du Power-to-Gas dans le
système énergétique futur
3ème Forum de la mobilité
interrégionale
15/06/2015
 Système permettant la conversion d’énergie
électrique en énergie chimique sous forme
gazeuse
 Les gaz produits sont typ...
 Forte pénétration de l’éolien et du photovoltaique => Fortes
variabilités de la production => difficultés d’assurer l’ad...
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Excédents et déficits estimés dans le scénario de
référence en 2050
Excédent résiduel annuel : 44,5 TWh
Déficit résiduel...
Pour quel besoin ?
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Pour quel besoin ?
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MobilitéChaleur
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− Participer à la régulation du réseaux électrique
− Valorisation d’électricité renouvelable
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Les briques technologiques
Limité à quelques %
Technologie Electrolyseur
Alcalin Mature
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 Une 20aine de démonstrateurs en Europe
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Rendement de conversion
 Le bas de la fourchette prend en compte uniquement en sortie l’énergie (PCS) du
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Coûts de production et prix de valorisations
Aucun coût d’utilisation du réseau n’est pris en compte
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Quel développement possible?
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Etude 2030 2050
France Etude PtG
ADEME/GrDF/GRTgaz
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 Power-to-gas : un outil clé pour une transition
énergétique ambitieuse
 Nécessite une approche systémique, rend des
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Rapport récent sur PtG en France
− Commandité et piloté par
ADEME, GRTgaz and GrDF
− Réalisé par E&E Consultant,
Solagr...
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Pour toutes informations complémentaires...
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Intervention de Simon Metivier au 3ieme Forum des mobilités EIGSI La Rochelle 15 juin 2016

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La place du power-to-gas dans le système énergétique futur

  1. 1. La place du Power-to-Gas dans le système énergétique futur 3ème Forum de la mobilité interrégionale 15/06/2015
  2. 2.  Système permettant la conversion d’énergie électrique en énergie chimique sous forme gazeuse  Les gaz produits sont typiquement de l’hydrogène (H2) voire du méthane (CH4)  Ce système permet ainsi de relier le réseau électrique au réseau gazier Qu’est-ce que le « Power-to-Gas » (PtG)? 2
  3. 3.  Forte pénétration de l’éolien et du photovoltaique => Fortes variabilités de la production => difficultés d’assurer l’adéquation avec la consommation Pénétration des ENR variables sur le réseau électrique 3 Solutions Remarques Flexibiliser la demande (ex : chauffe-eau, gros électroménager, recharge véhicules électriques...) Ajustement quelques heures Imports / Exports Limité par le fait que les conditions météos /climatiques des pays voisins ne sont pas complétement décolérés Stocker temporairement Quelques secondes à quelques jours (sauf PtG avec ré-électrification) Limitation de production (Curtailement) Pertes de production d’ENR Convertir vers d’autres vecteurs Valorise les surplus mais ne participa pas à combler les déficits de production (sauf ré- électrification)
  4. 4. 4 Excédents et déficits estimés dans le scénario de référence en 2050 Excédent résiduel annuel : 44,5 TWh Déficit résiduel annuel: 23,8 TWh Excédents résiduels = Prod ENRe variables + Nuc mini + ENR thermique mini – Demande – Pompage STEP Source : E&E Consultant dans PtG ADEME/GrDF/GRTgaz)
  5. 5. Pour quel besoin ? 5 Stockage Stockage Stockage Import /Export Import /Export MobilitéChaleur Electricité spécfique RéseauélectriqueSources d’énergies primaires Renouvelable Non-renouvelable Réseaudegaz Réseaudechaleur Chimie Actuel Distributionproduitspétroliers Stockage Import /Export
  6. 6. Pour quel besoin ? 6 Stockage Stockage Stockage Import /Export Import /Export MobilitéChaleur Electricité spécfique RéseauélectriqueSources d’énergies primaires Renouvelable Non-renouvelable Réseaudegaz Réseaudechaleur Chimie Power-to-gas Futur
  7. 7.  Les possibilités du PtG : − Participer à la régulation du réseaux électrique − Valorisation d’électricité renouvelable excédentaire pour • d’autres usages (Mobilité, Chimie...) • à un autre moment (capacité de stockage sur réseau de gaz > 300 fois celle du réseau électrique en France) • à un autre lieu (Utilisation du réseau de transport de gaz) 7
  8. 8. 8 Les briques technologiques Limité à quelques % Technologie Electrolyseur Alcalin Mature PEM Plus récent, petites et moyennes puissances SOEC R&D Technologie Méthanation Catalytique Très similaire à méthanation du CO (Mature) Biologique Démonstrateur industriel en cours Source de CO2 Biogaz Utilisation direct du biogaz (typiquement mélange 50% CH4 + 50%CO2), ou utilisation du rejet du purificateur Installations de combustion ou procédés industriels Diversité de procédés existe, plus ou moins matures
  9. 9.  Une 20aine de démonstrateurs en Europe  Ex : Audi Wertle : − 6 Mwe, − alimente 1500 voitures /an Mise en œuvre 9
  10. 10.  Filière CH4 (Alcalin) 10 Bilan énergétique 2030 – filière CH4 (Alcalin) Si l’électrolyseur est de technologie PEM, on retrouve les mêmes flux mais avec un meilleur rendement de l’électrolyseur Source : PtG ADEME/GrDF/GRT gaz)
  11. 11. 11 Rendement de conversion  Le bas de la fourchette prend en compte uniquement en sortie l’énergie (PCS) du gaz de synthèse  Le haut de la fourchette prend en compte l’énergie du gaz + la chaleur valorisable Source : PtG ADEME/GrDF/GRT gaz)
  12. 12. 12 Coûts de production et prix de valorisations Aucun coût d’utilisation du réseau n’est pris en compte Source : PtG ADEME/GrDF/GRT gaz)
  13. 13. Quel développement possible? 13 Etude 2030 2050 France Etude PtG ADEME/GrDF/GRTgaz 1,4 Gwe 3 TWh gaz 8-24 Gwe 14-46 TWh gaz France « Vers un mix électrique 100% renouvelable en 2050 » (ADEME), version provisoire - 17 Gwe (usage uniquement pour secteur électrique France « Vision 2030-2050 » Ademe 23 TWh hydrogène France négaWatt 2011 - 47 TWh méthane de synthèse Allemagne « Germany in 2050 – a greenhouse gas-neutral country” - UBA - 588 TWh gaz
  14. 14.  Power-to-gas : un outil clé pour une transition énergétique ambitieuse  Nécessite une approche systémique, rend des services dans différents secteurs énergétiques : − Régulation système électrique − Pénétration des ENR dans le secteur du transport − Décorrélation temporelle et spatiale − Valorisation d’infrastructures existantes (réseau et stockage de gaz naturel) Conclusion 14
  15. 15. 15 Rapport récent sur PtG en France − Commandité et piloté par ADEME, GRTgaz and GrDF − Réalisé par E&E Consultant, Solagro, Hespul http://www.ademe.fr/etude-portant- lhydrogene-methanation-comme-procede- valorisation-lelectricite-excedentaire
  16. 16. 16 Pour toutes informations complémentaires... Simon.metivier@ee-consultant.fr

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