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Point de vue de Philippe Boucly (GRTgaz) :

GRTgaz a commencé à s’intéresser à la question du power-to-gas à partir de 2011. Cette réflexion s’est accélérée en 2012 à un moment où le gestionnaire du réseau de transport de gaz naturel était « pris entre deux feux » : la Commission européenne, d’une part, demandait de construire et renforcer les interconnexions pour parfaire le marché unique européen du gaz (demande d’investissement auprès des gestionnaires d’infrastructures et notamment des gestionnaires de réseau de transport de gaz naturel) et, d’autre part, tenait un discours selon lequel il y aurait beaucoup moins d’énergie fossile en 2050. La question était donc de déterminer s’il était intelligent d’investir dans des infrastructures pour une durée 30 ans, alors que les infrastructures des réseaux de transport de gaz actuelles ont 60 ans, voire plus, et qu’elles fonctionnent très bien.

C’est dans ces conditions que l’entreprise s’est intéressée aux gaz renouvelables en général (biogaz de première ou seconde génération et hydrogène). En effet, le système énergétique est en train de changer de paradigme. Actuellement, les moyens existants de production d’électricité s’adaptent à la consommation. À l’avenir, avec la nécessaire décarbonisation de l’économie , les énergies renouvelables vont prendre de plus en plus d’importance. Cependant, elles sont caractérisées par leur nature aléatoire, variable, intermittente. Il faudra donc trouver des solutions pour réaliser l’adéquation entre l’intermittence des EnR et le besoin des consommateurs.


Source : GRTgaz

De manière générale,le système électrique se divise en quatre composantes :

  • la production avec des éléments pilotables (dispatchable) et contrôlables qu’on peut démarrer et contrôler à volonté et des éléments variables (éolien et solaire) ;
  • des interconnexions locales, nationales et internationales ;
  • des actions sur la demande du client :c’est le « Demand Side Management » qui va se développer avec l’avènement des Smart grids ;
  • le stockage d’électricité.


Source : GRTgaz

Traditionnellement,les moyens de stockage sont représentés en fonction de la quantité d’énergie qu’ils peuvent stocker et la durée du déstockage. Actuellement, en France, les plus gros moyens de stockage, les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP) ont une puissance de 1000 à 1500 MW pour les plus grosses unités et permettent de stocker au plus 35 GWh d’électricité à chaque cycle. Pour pouvoir stocker des térawattheures d’énergie, ce qui sera nécessaire dans le futur, il faudra recourir à la conversion de l’électricité renouvelable en gaz (hydrogène ou gaz combustible tel que le méthane de synthèse) et injecter éventuellement ce gaz combustible dans les réseaux de gaz qui disposent de grandes capacités de stockage.


Source : GRTgaz

Cette conversion est appelée « power-to-gas ».

L’hydrogène peut servir à différents usages :

  • Dans l’industrie ,dans des procédés industriels ou comme matière première,
  • Pour produire des carburants de synthèse,
  • Pour la mobilité dans des véhicules électriques alimentés par des piles à combustible ,
  • Pour injection directe dans les réseaux de gaz naturel ou après recombinaison avec du CO2 pour produire du méthane de synthèse.


Source : GRTgaz

Dans son étude sur le power-to-gas, en utilisant les données énergétiques du scénario de l’ADEME 2050 (70 000 MW d’éolien, 60 000 MW de solaire et du nucléaire), le cabinet E-Cube a simulé une chronique de température et regardé l’adéquation entre l’offre et la demande. Cette analyse fait apparaître un surplus d’électricité de 75 TWh.


Source : GRTgaz

Parmi ces excédents, on constate que 80 % d’entre eux existent sur des durées supérieures à 12 heures, et même qu’un tiers de ces excédents apparaissent sur des périodes de trois jours consécutifs, voire davantage.


Source : GRTgaz

Force est de constater que les STEP ne permettront pas de stocker l’ensemble de l’excédent de production d’électricité d’origine renouvelable.
Même en saturant tous les moyens classiques de stockage de l’électricité, en ayant recours à l’exportation vers les pays voisins (notamment vers l’Allemagne et l’Espagne) et en déconnectant les éoliennes, il reste 25 TWh d’électricité excédentaire qui sont disponibles pour une conversion en hydrogène.


Source : GRTgaz

Cette étude d’E-Cube a été complétée par une étude plus vaste réalisée par les consultants Solagro, Hespul et E&E Consultant cofinancée par l’ADEME ,GRTgaz et GrDF dans lequel ont été analysés les différents scénarios de la transition énergétique qui traitaient de l’hydrogène et du power-to-gas. On retrouve un potentiel de l’ordre de 25 à 30 TWh à l’horizon 2050, même si certains scénarios très ambitieux comme celui de Négawatt vont jusqu’à 90 TWh.


Source : GRTgaz

Les enseignements majeurs de cette étude sont :

  • à travers la gestion coordonnée des réseaux qu’il impose, le power-to-gas ouvre la voie à une vision systémique de notre modèle énergétique ;
  • le power-to-gas est incontournable dans tous les scénarios intégrant une pénétration élevée des énergies renouvelables et une forte réduction des émissions de gaz à effet de serre ;
  • le power-to-gas ne nécessite pas de rupture technologique, mais son industrialisation et son intégration dans le système énergétique exigent des efforts conséquents d’optimisation des différentes briques, qui le composent, ce qui passe par des démonstrateurs et des pilotes industriels.

En matière de démonstrateurs,certains pays européens sont en avance : en Allemagne, on recense déjà une quinzaine de démonstrateurs en fonctionnement et une quinzaine sont en préparation. En France, on recense trois projets : MYRTE, GHRYD et le projet Jupiter 1000 de GRTgaz.


Source : GRTgaz

Le projet Jupiter 1000 fédère un grand nombre de partenaires avec des expertises complémentaires. A l’heure actuelle, le financement est en passe d’être bouclé : la CRE en particulier par une décision du 22 juillet 2015 a donné son accord pour couvrir les coûts de GRTgaz. Le projet bénéficie en outre de subventions de l’ADEME.


Source : GRTgaz


Source : GRTgaz

Les objectifs du démonstrateur sont de valider le procédé, de lancer la filière power-to-gas en France et de construire le modèle d’affaires de cette nouvelle technologie.


Source : GRTgaz

GRTgaz comme un certain nombre de grands Groupes (Air Liquide, Michelin, Engie, Siemens,…) adhère à l’AFHYPAC, l’Association Française pour l’HYdrogène et les Piles A Combustible, dont le mot d’ordre est « L’hydrogène, c’est maintenant ! ».

En effet, ces derniers mois, plusieurs signes avant-coureurs très prometteurs d’un fort développement de l’hydrogène sont apparus :

  • le rapport remis par Anne Lauvergeon dans le cadre de la Commission Innovation identifie le stockage de l’électricité comme un des secteurs majeurs où l’innovation est nécessaire ;
  • le rapport de Janvier 2014 de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) qui fait un point de la situation et fait des recommandations au gouvernement afin de se mettre au niveau de pays tels que le Japon ou l’Allemagne ;
  • l’un des 34 plans de la Nouvelle France Industrielle initialement consacré à « Autonomie et puissance des batteries » est devenu « Stockage de l’énergie ». Aujourd’hui, l’hydrogène fait partie du chantier « Mobilité écologique »,un des 9 chantiers de l’Industrie du Futur ;
  • la loi de transition énergétique pour la croissance verte promulguée le 18 août 2015 invite dans son article 121 le Gouvernement à produire dans un délai d’un an un plan de stockage de l’énergie renouvelable sous forme d’hydrogène décarboné, qui devra notamment considérer le modèle économique de cette nouvelle technologie, développer une infrastructure pour la mobilité propre et déterminer comment faire évoluer la réglementation pour favoriser le développement de cette technologie ;
  • le rapport du Conseil économique, social et environnemental (CESE) sur le stockage de l’électricité où il est recommandé de n’écarter aucune solution, et notamment l’hydrogène ,nommément désigné comme moyen possible de stockage ;
  • l’Agence internationale de l’énergie (AIE) qui pour la première fois a publié une feuille de route sur l’hydrogène en juillet 2015.

Enfin, un rapport conjoint du Commissariat général à l’économie et du Commissariat général à l’environnement et au développement durable devrait être publié très prochainement au sujet du rôle de l’hydrogène dans la transition énergétique.


Source : GRTgaz

En conclusion, le power-to-gas peut apporter des bénéfices socio-économiques considérables : services aux réseaux électriques, décarbonation du mix énergétique et retombées sociales et économiques.


Source : GRTgaz

Aujourd’hui, on assiste à l’émergence d’un nouveau vecteur énergétique, l’hydrogène, aux côtés de vecteurs énergétiques traditionnels que sont l’électricité, le gaz naturel et la chaleur avec des « ponts » entre ces différents vecteurs.


Source : GRTgaz

En outre, grâce à ces ponts entre les vecteurs et aux moyens informatiques modernes, on assiste à l’émergence de l’« Internet de l’énergie » selon Jérémy Rifkin ou l’« Enernet » selon l’expression de Joël de Rosnay.


Source : GRTgaz

Pour en savoir plus :

Délibération de la CRE du 22 juillet 2015 relative au bilan d’exécution du programme d’investissements 2014 et portant approbation du programme d’investissements 2015 modifié de GRTgaz

Philippe Boucly
22 septembre 2015






Philippe Boucly est conseiller spécial de GRTgaz.




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