Power-to-Gas : nouveau projet du KIT sur l’augmentation du rendement de la production de méthane

L’électricité produite à partir du vent et du soleil représente une partie importante du mix énergétique en Allemagne. Cependant, l’égalisation de l’offre et de la demande en électricité est encore trop souvent tributaire des conditions météorologiques. Une solution pour stocker cette électricité serait de l’utiliser pour la production d’énergie chimique ; or, le procédé transformant l’électricité en gaz naturel n’est pas encore rentable économiquement. Le projet européen HELMETH, coordonné par l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg), s’est fixé pour objectif de montrer qu’un rendement de plus de 85% est possible, en exploitant mieux les synergies entre les différentes étapes.

Crédits : Pakhnyushchyy

« Le réseau de gaz naturel représente un réservoir permettant de stocker des quantités d’électricité résultant de plusieurs mois de production éolienne et solaire », explique Dimosthenis Trimis, coordinateur du projet HELMETH au KIT. « Ce dont nous avons maintenant besoin, ce sont les technologies nécessaires pour passer d’un vecteur énergétique à un autre suivant les besoins. » Sous le terme de « Power-to-Gas », des recherches sont menées, afin de lier le réseau électrique et le réseau de gaz naturel. Cette technologie pourrait constituer un pilier de la transition énergétique en Allemagne.

Dans le cadre du projet HELMETH, un processus en deux étapes est développé. Au cours de l’électrolyse, l’électricité est d’abord utilisée pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. Par la suite, l’hydrogène réagit avec du dioxyde de carbone ou du monoxyde de carbone pour devenir du méthane, le principal composant du gaz naturel. L’avantage du méthane est qu’il peut être injecté facilement dans le réseau de gaz naturel existant. L’injection d’hydrogène pourrait exiger, pour le transport et les applications, des ajustements majeurs, car la densité d’énergie et les propriétés chimiques de l’hydrogène sont très différentes.

« L’électrolyse et la méthanisation sont souvent considérées et optimisées séparément », explique M. Trimis. L’utilisation de la chaleur résiduelle issue de la méthanisation représente un grand potentiel pour couvrir la demande de chaleur de l’électrolyse. En particulier, l’électrolyse à haute température, qui se pratique à environ 800 degrés Celsius, présente des avantages thermodynamiques qui permettent d’augmenter le rendement. Dans le cadre du projet HELMETH, il est prévu de construire une installation-pilote qui produirait du méthane à partir de sources renouvelables avec un rendement d’environ 85%. En parallèle, des études seront menées sur la rentabilité économique et l’empreinte carbone de la nouvelle technologie. « Avec de tels rendements, la technologie du Power-to-Gas permettrait d’atteindre une étape décisive vers l’industrialisation », assure M. Trimis.

Le projet HELMETH débute cette semaine avec une réunion de coup d’envoi, regroupant les partenaires du projet au KIT. Sa durée est de 3 ans, et son budget s’élève à environ 3,8 millions d’euros. Il est financé à hauteur de 2,5 millions d’euros dans le cadre de l’initiative technologique commune pour les piles à combustible et l’hydrogène, dans le cadre du 7e PCRD européen. HELMETH est un acronyme pour « Integrated High-Temperature ELectrolysis and METHanation for Effective Power to Gas Conversion ». Les partenaires du projet sont, outre le KIT, l’Université de Turin et l’Université technique d’Athènes, les entreprises Sunfire et Turbo Service Torino, l’Institut européen de recherche sur la catalyse (ERIC) et la Fédération allemande des industries du gaz et de l’eau (DVGW).

Pour en savoir plus, contacts :

Kosta Schinarakis, département presse, Institut technologique de Karlsruhe (KIT) – tél. : +49 721 608 41956 – email : schinarakis@kit.edu

Sources :

« Power-to-Gas: Wind und Sonne in Erdgas speichern », communiqué de presse de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT) – 10/04/2014 – http://www.kit.edu/besuchen/pi_2014_14950.php

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/