1 GRTgaz et la transition énergétique : Le projet Power to Gas
Produire de l hydrogène par électrolyse O O 2 Electricité Electrolyse Injection dans le réseau de transport CH 4 2
Ajouter la méthanation : augmente les quantités, augmente les synergies O O 2 O Electricité Electrolyse Méthanation CH 4 Injection dans le réseau de transport CH 4 CO 2 3
Ajouter la méthanation : augmente les quantités, augmente les synergies O O 2 O Electricité Electrolyse Méthanation CH 4 Injection dans le réseau de transport CH 4 Gain en rendement Chaleur CO 2 CH 4 Production de biométhane 4
2 solutions : injection directe d hydogène dans le réseau de gaz naturel ou méthanation O O 2 CO 2 Chaleur O Power Electrolyse CH Méthanation 4 Temps Power O Electrolyse O 2 Injection de H2 à coût faible Développement de H2 et/ou méthanation en fonction de la roadmap technologique Recours à la méthanation vraisemblable 0 5 10 15 20 25 30 % vol. H2 évacué par le réseau 5
Quelques ordres de grandeur sur les rendements du Power to Gas 1. Electrolyse seule Power O 100 MWh 79 MWh Electrolyse O 2 η = 79% Source : DRI 2013 (DOE 2012) 2. Electrolyse et méthanation O O 2 CO 2 Chaleur O 100 MWh Power Electrolyse Méthanation CH 4 η = 68% 54 MWh η = 54% 79 MWh Source : DRI 2013 (Audi) 3. Electrolyse et méthanation en synergie avec la méthanisation Méthanisation 100 MWh Power O Electrolyse O 2 CO 2 Chaleur O Méthanation CH 4 η = 80% 54 MWh η = 64% Avec chaleur 79 MWh Source : DRI 2013 (Audi) 6
Les projets de Power to gas Pilote injection H2 2016 Power to Gas Sur réseau de transport: Faible teneur en H2 Sur une branche du réseau Hors distribution publique Pilote Méthanation 2018 Couplé à une installation de production de biométhane/biogaz Autres projets : GRHYD, sur réseau de distribution Injection H2 sur un eco-quartier neuf De 0 à 20% Flotte de bus à l hythane 7
Le pilote H2 doit être porteur d enseignements Injecter du H2 dans le réseau Moduler l électricité en amont Puissance de l électrolyseur ~1 MW Cœur incontournable de fonctionnalités à tester Objectifs modulables en fonction des partenariats Utiliser du H2 pur? Mobiliser un stockage de H2? De quelle capacité? Tester des technologies nouvelles? 8
Schéma fonctionnel du pilote Réseau électrique 02 Industriel H2 Industriel SMART GRID P2G? Automatisme pilotage Automatisme pilotage Source Transformation SOURCE ENR Transformation Elec Electrolyseur Compression Stockage PRODUCTION H2 Mélangeur Tampon MELANGE GN/H2 Poste d injection - Analyse - Comptage - Régulation - INJECTION Eau (fourniture traitement t amont et aval) 9 Sources: CI - Frédéric SEVE
Un des business models... Marché électrique Marché gaz Achat de kwh électriques Vente de kwh gaz. Réseau électrique POWER TO GAS 10
Les clients et marchés du P2G peuvent être variés 6 grandes catégories de clients possibles et 6 propositions de valeurs associées Clients Proposition de valeur Clients Proposition de valeur A Producteurs d électricité Valoriser l électricité Énergie (marchés day ahead, ajustement) Capacité (mécanismes de capacité) D Fournisseurs de H2 Absorber les surplus Optimiser les actifs (électrolyseurs, SMR, etc.) B Gestionnaire de réseau électrique Gérer les congestions locales Vendre des services systèmes* Optimiser les investissements E Consommateurs Vendre du pur (en passant ou non par le réseau) C Consommateurs gaz (résidentiels, tertiaire, industriels, mobilité) Vendre du gaz vert F Consommateurs O 2 Vendre de l O 2 3 lots possibles et privilégiés pour GRTgaz D H2 Lot 3 Consommateurs H2 E A kwh Elec B Unité P2G (Electrolyse) H2 kwh gaz Poste injection H2 H2+CH4 Réseau GRTgaz kwh gaz C Lot 2 Méthanation Lot 1 Gaz de synthèse F Consommateur O2 O2 CO2 Industriel Producteur 11 (*) Réserves I et II, contrôle tension, black-start
Sommaire Rôle du gaz et des réseaux dans la transition énergétique Le projet P2G de GRTgaz Un exemple comparable : Audi 12
Une situation anticipée dans les pays déjà fortement équipés en éoliennes (2 ) Les acteurs européens sont très actifs, avec une trentaine de démonstrateurs recensés, dont plus de 10 projets avec injection dans le réseau 13 Source : Capgemini Consulting analysis, Systems Analyses Power to Gas Deliverable 1: Technology Review KEMA ECN June 2013
Focus sur la douzaine de projets P2G avec injection dans le réseau (en cours ou en projet) Nation Démonstrateur Transporteur Gaz Consortium Distributeur Gaz Mol. injectée Autres acteurs Go live notables H2 SNG Allemagne E.On Hamburg E.On Hanse Netz E.On Hanse Netz E.On gas storage déc.-14 Allemagne Audi Werlte EWE netz EWE netz Audi juil.-13 CH 4 Allemagne E.On Falkenhagen Ontras Gas transport E.On gas storage août-13 Allemagne Thüga Mainova Frankfurt Thüga energienetze déc.-13 (Ph1) CH 4 (Ph2) Allemagne ZSW déc.-12? Allemagne RWE Ibbenbüren RWE Netz n/a Allemagne CO2RRECT Niederhaussen - - Bayer Siemens RWE Power Danemark ForskEL energinet.dk juin-14? Danemark Foulum E.On energinet.dk Erdgas Zurich oct.-13 France Gdf-Suez GRHYD GrDF Areva mars-15 Italie INGRID Puglia Enel Distrib. n/a CH 4 Pays-bas NorthSea P2G Platform Fluxys, NG, OGE, Energinet.dk, Gasunie, GRTgaz Alliander Tennet Royaume-Uni Gridgas NationalGrid Shell Royaume-Uni P2G BioMet NationalGrid mars-15? Transporteur impliqué Projet lancé 14
Audi lance les A3 g-tron Audi lance les A3 g-tron Fonctionnent au gaz naturel Audi assure la production de gaz naturel de synthèse à Werlte (Allemagne) Une installation de 6 MW Capable d alimenter 1500 Audi A3 sur 15 000 km par an 15
16 AUDI communique sur l autonomie des véhicules e-gas
17 Le e-gas selon Audi : un dispositif original...
S appuyer sur les infrastructures gaz pour disposer du carburant Réseaux gaz naturel CO2 CH4 Méthanation H2 Electrolyse e-gaz Electricité d origine «renouvelable» Réseaux électricité
La transition énergétique est entamée : GRTgaz y contribue avec énergie GRTgaz a la volonté de proposer les réponses adaptées aux enjeux sociétaux, économiques et environnementaux de la transition énergétique En favorisant le développement du biométhane, le premier gaz renouvelable injecté sur le réseau En préparant l injection-mélange de l hydrogène pour stocker et utiliser au mieux l électricité produite par les ENR quand elle n est pas consommée En développant les usages du GNV et biognv pour la mobilité En accompagnant le développement des projets énergétiques des territoires, tout en assurant la solidarité entre les territoires : Transporter la bonne quantité d énergie au bon endroit Avec un impact minimal sur l environnement Dans les meilleures conditions économiques 19