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Plein gaz sur les réseaux intelligents

Le gaz, une énergie essentielle dans le cadre de la transition énergétique actuelle

Énergie abondante, moins polluante que d’autres énergies fossiles comme le charbon ou le pétrole, le gaz a l’avantage d’être facilement stockable. Les centrales à gaz sont, grâce à leurs qualités de rapidité de réponse, des moyens de production d’électricité flexibles. Elles permettent de couvrir un surcroît de consommation ou encore de pallier à l’intermittence de la production d’électricité issue des énergies renouvelables.

Représentant aujourd’hui près d’un quart de la consommation d’énergie primaire en Europe, le gaz est appelé à prendre une place de plus en plus importante dans la production d’électricité de l’Union européenne, notamment en raison du choix de certains États européens d’évoluer vers un mix électrique dont la part du nucléaire serait plus faible, voire nulle. La Commission européenne a d’ailleurs souligné le rôle crucial du gaz dans la transformation du système énergétique européen dans sa Feuille de route pour l’énergie à l’horizon 2050.

Réseaux électriques et réseaux de gaz, des problématiques d’évolution similaires ?

Pour s’adapter à l’évolution du paysage énergétique, les réseaux de gaz, comme les réseaux électriques, doivent évoluer.

Ils doivent, notamment, tenir compte de l’apparition de nouvelles ressources, comme le biométhane, véritable « gaz vert » produit à partir des déchets grâce à la méthanisation. La première injection de biométhane dans le réseau de distribution a été réalisée à Lille en 2011. La recherche et le développement se poursuivent, également, pour valoriser la capacité des infrastructures gazières à véhiculer et stocker de l’énergie renouvelable : hydrogène (à partir de l’électricité) ou de gaz de synthèse.

De même, les usages du gaz évoluent et de nouvelles technologies voient le jour. La production locale d’énergie dans les bâtiments se développe avec la cogénération, la micro-cogénération mais aussi les pompes à chaleur gaz. Les villes développent des modes de mobilité durable avec le gaz naturel pour les véhicules et le biométhane comme carburant.

Comme pour les réseaux électriques, ces nouvelles sources de production et ces nouveaux usages nécessite des évolutions et parfois un changement de paradigme sur les infrastructures de gaz. La production d’électricité à partir de gaz (centrales à cycle combiné gaz et turbines à combustion) nécessite un pilotage des réseaux de transport de gaz à une maille plus fine, avec un pas horaire au lieu de journalier. L’injection de biométhane dans les réseaux de distribution pose la question de la disponibilité d’une zone de consommation suffisante à proximité pour absorber ce gaz, notamment en été et dans les zones rurales, pour éviter de refouler le gaz produit vers les réseaux de transport, refoulement impossible aujourd'hui sans une modification des points d'interface entre transport et distribution).

Toutefois, les réseaux disposent d’atouts permettant de mieux gérer cette intégration. En effet, les réseaux de gaz sont dimensionnés pour assurer une consommation de pointe au risque 2 % (risque défaillance du système gazier en raison d’une pointe de froid qui se produit tous les 50 ans) dans un contexte de baisse de la consommation de gaz. En outre, la gestion temps réel de l’équilibre offre/demande est un enjeu moins crucial en gaz qu’en électricité en raison de la capacité inhérente des réseaux de gaz à stocker de l’énergie.

Comme en électricité, le déploiement sur les réseaux de gaz des technologies de l’information et de la communication permettra d’améliorer l’efficacité de ces réseaux. Les nouvelles infrastructures intègreront des fonctionnalités de modélisation dynamique des réseaux et des systèmes d’information géographiques, permettant de cartographier, superviser et surveiller le réseau.

Les fonctionnalités des réseaux de gaz intelligents

Pour devenir Smart, les réseaux de gaz actuels devront être dotés de cinq grandes fonctionnalités :

  • renforcer leur capacité à accepter les gaz non conventionnels (biométhane, hydrogène) ;
  • améliorer l’exploitation, la sécurité et la continuité d’approvisionnement (télé-relève et télé-pilotage des infrastructures) ;
  • développer les nouveaux usages du gaz (pompes à chaleur gaz, micro-cogénérations, chaudières hybrides qui combinent une petite pompe à chaleur électrique et une chaudière à condensation) ;
  • généraliser le comptage communicant qui permettra, d’une part, une meilleure connaissance et exploitation des réseaux et, d’autre part, une meilleure gestion des consommations d’énergie ;
  • accroître la flexibilité du système énergétique en devenant un lieu de stockage de l’électricité fatale.

Cette dernière fonctionnalité s’appuie sur une technologie prometteuse, appelée « power to gas », qui consiste à utiliser l’électricité renouvelable excédentaire pour produire par électrolyse de l’hydrogène, puis réinjecter cet hydrogène dans les réseaux de gaz. Les réseaux de gaz deviennent ainsi un vecteur de flexibilité pour l’ensemble du système énergétique. Cette vision des réseaux de gaz – lieu d’équilibrage des réseaux énergétiques est considérée par les collectivités territoriales comme centrale pour pouvoir imaginer le devenir énergétique de leur ville à l’horizon 2050. Cette complémentarité des réseaux conduira les villes à optimiser leur consommation d’énergie, voire, à plus long terme, à devenir des villes à énergie positive.

Profiter des opportunités que le réseau de gaz peut offrir

Aujourd’hui, un des nouveaux enjeux réside dans la complémentarité des réseaux de gaz et des réseaux électriques. Les réseaux de gaz se diversifient par rapport à leur fonction traditionnelle d’acheminement du gaz jusqu’aux consommateurs finals : ils interviennent désormais en soutien des réseaux de distribution d’électricité grâce à la production décentralisée des micro-cogénérations ou à l’effacement électrique par les pompes à chaleur hybrides.

Dans l’avenir, les réseaux d’électricité, de gaz, de chaleur et de froid seront interconnectés, permettant ainsi leur optimisation et une meilleure gestion des pics de consommation. Ainsi les chaudières hybrides et les cogénérations gaz décentralisées pourront soutenir le réseau électrique . Les gestionnaires de ces réseaux et les différents porteurs de projets (collectivités locales, villes, promoteurs immobiliers, etc.) auront un rôle majeur à jouer pour la réalisation de ces transformations.

Vous souhaitez en savoir beaucoup plus sur ce sujet ? Consultez notre dossier "Les Smart gas grids"

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