Le gaz synthétique : Zurich soutient l'Empa
La conversion du surplus d'électricité d'été en gaz de synthèse offre un moyen de garantir que l'énergie renouvelable soit disponible pendant les mois d'hiver. Ceci permettrait également l'approvisionnement du secteur des transport routier. Le canton de Zurich soutient donc financièrement un projet de recherche de l'Empa, qui se concentre sur le méthane synthétique.
Notre approvisionnement en énergie est à la veille de subir des changements radicaux. Ceci concerne principalement la réduction des émissions de CO2 ainsi que le passage des énergies fossiles et nucléaires aux énergies renouvelables. A côté du lancement de véhicules dotés de nouveaux systèmes de propulsion, la mise à disposition des carburants appropriés pour ces derniers est aussi un élément capital.
L'Empa est depuis longtemps convaincue du rôle central joué par les carburants produits de manière synthétique dans ce processus : Ce sont là des supports énergétiques, tels que l’hydrogène ou le méthane, produits à partir des excédents saisonniers d’électricité, par exemple durant la période estivale, ou du courant provenant de centrales hydroélectriques temporairement plus rentables sur le marché de l’électricité.
Le concept « Power to Gas »
Avec le concept «Power to Gas », l’eau est tout d’abord scindée par électrolyse pour produire de l’hydrogène (H2) qui est ensuite utilisé soit directement, soit, dans une deuxième étape, pour produire du méthane (CH4) par combinaison avec du CO2 par un procédé catalytique. L’avantage de la transformation en méthane réside dans le fait que ce gaz peut être stocké durant des mois dans le réseau de gaz naturel et s’utiliser en hiver aussi pour rouler de manière neutre en CO2 avec des véhicules à gaz.
Le problème de toute cette solution : Un grand défi dans le domaine des énergies renouvelables est leur rentabilité. Les énergies renouvelables sont déjà en soi plus coûteuses que les énergies fossiles. Si on les stocke, leur coût augmente encore et cela d’autant plus s’il s’agit d’un stockage à long terme, tel qu’un stockage saisonnier. C’est pourquoi il faut développer des stratégies bien conçues pour que le concept «Power-to-Gas» soit rentable. Ou comme l’a exprimé le chercheur de l’Empa Andreas Borgschulte en 2015: «La transformation en supports énergétiques synthétiques n’est pas seulement un problème d’énergie mais aussi et surtout un problème d’argent».
Abandon complet des combustibles fossiles
Pourtant, l'abandon complet des combustibles fossiles est réclamé de plus en plus fort, non seulement en Suisse mais aussi dans l'UE et dans de nombreux autres pays. Alors que dans de nombreux secteurs, des projets de mise en œuvre correspondants sont déjà en cours ou en cours de planification, il existe des défis pour lesquels des solutions claires et pratiques font encore défaut. L'un d'entre eux consiste à alimenter la Suisse en énergie renouvelable en hiver, un autre à convertir le trafic aérien, lourd et longue distance, aux carburants renouvelables. Dans ce contexte, un projet de recherche de l'Empa porte sur la production de méthane synthétique. Le canton de Zurich soutient le projet avec un total de 500 000 CHF provenant du crédit-cadre pour soutenir des projets pilotes dans le secteur de l'énergie.
Utiliser les voies de transport existantes
Le méthane synthétique peut être produit à partir d'électricité renouvelable et de dioxyde de carbone (CO2) et être transporté à l'échelle internationale via le réseau de gaz. L'infrastructure est en place, tout comme les mécanismes commerciaux, les normes et l'expertise. Il s'agit donc de l'une des rares possibilités d'approvisionnement de la Suisse en énergie renouvelable au cours du semestre d'hiver. Il peut également être utilisé sous forme liquéfiée comme alternative au diesel dans le transport de marchandises à longue distance, et il permet de coupler les secteurs de l'électricité, du chauffage et des transports à des fins énergétiques. La recherche sur la production de méthane synthétique sert également de base au développement du kérosène synthétique, qui devrait permettre à l'avenir le transport aériens neutre en CO2.
« C'est une question clé pour la protection du climat : comment pouvons-nous rendre le surplus d'énergie solaire de l'été utilisable toute l'année afin de devenir une société sans CO2 – en particulier dans le domaine des transports », déclare Martin Neukom, Directeur des travaux publics du canton de Zurich. Bien que la conversion de l'électricité renouvelable en méthane synthétique ne soit pas nouvelle, divers éléments fondamentaux manquent encore pour la classification et l'évaluation comparative des futurs concepts d'approvisionnement énergétique et de mobilité.
Brigitte Buchmann, membre de la direction de l'Empa et responsable stratégique du projet, souligne que le développement de données énergétiques et économiques fiables dans cet environnement est donc l'un des principaux axes du projet. « Le consortium du projet se compose de partenaires qui couvrent l'ensemble de la chaîne de création de valeur énergétique, technique et économique, c'est-à-dire des chercheurs de l'Empa aux fournisseurs d'énergie, aux exploitants de stations-service et de flottes et aux partenaires industriels des secteurs de la technologie et des installations. »
Station-service de l'Empa avec du méthane synthétique
L'objectif du projet est d'étendre « move », le démonstrateur de mobilité de l'Empa, dans lequel des projets de mobilité électrique et hydrogène sont déjà en cours, pour y inclure une installation de production de méthane synthétique d'ici 2021. Dans la station-service connectée, les camions d'un partenaire du projet seront ensuite ravitaillés en méthane synthétique neutre en CO2. Un procédé développé à l'Empa sera utilisé pour produire ce méthane. Parallèlement, les structures de coûts seront étudiées et des modèles économiques seront élaborés, qui pourront servir de base aux décideurs pour définir les conditions cadres de la future mobilité post-fossile.
Le consortium du projet soutient ainsi les efforts visant à remplacer progressivement les combustibles fossiles par des sources d'énergie renouvelables produites de manière durable. L'engagement financier du canton de Zurich et de divers partenaires industriels montre que ces solutions suscitent un grand intérêt.
Sources : https://www.empa.ch/web/s604/powertogas et le communiqué de presse de l’Empa du 07.04.2020 (https://www.admin.ch/gov/fr/accueil/documentation/communiques.msg-id-78726.html).