Eolien : Le réseau gazier comme système de stockage d’électricité

E.ON a annoncé récemment le démarrage de la construction d’une nouvelle centrale pilote permettant le stockage de l’énergie éolienne dans le réseau gazier et qui sera construite à Falkenhagen, dans le nord-est de l’Allemagne.

A partir de 2013, la centrale power-to-gas gérera le surplus d’énergie produite par les parcs éoliens et ne pouvant être injecté sur le réseau électrique. En stockant cet excédent, on évite d’arrêter temporairement les parcs éoliens pour prévenir les goulets d’étranglement dans le réseau électrique, qui peuvent ainsi continuer à produire de l’énergie.

La centrale fonctionne sur le principe de l’électrolyse. Ce processus génère près de 360 m³ d’hydrogène par heure, hydrogène qui peut ensuite être traité comme du gaz naturel. Une fois le processus achevé, l’hydrogène est injecté sur le réseau gazier régional, afin de produire chaleur et électricité. La technologie power-to-gas est particulièrement attractive au vu de l’importante capacité de stockage qu’offre l’infrastructure gazière existante.

Du fait des réglementations du gaz, pour l’instant on ne peut injecter qu’une petite quantité d’hydrogène dans l’infrastructure gazière. Afin d’augmenter le potentiel de stockage d’énergie, la prochaine étape consiste à convertir l’hydrogène en gaz de synthèse. En théorie, toute la capacité de stockage du réseau gazier pourrait ainsi être mise à profit. Avec ce projet pilote, E.ON entend contribuer significativement à l’amélioration du rendement du processus dans son intégralité – y compris l’intégration de l’énergie éolienne et l’injection d’hydrogène dans le réseau gazier. Ce projet permettra à l’avenir l’utilisation économique et à l’échelle industrielle de la technologie power-to-gas.

« Si l’Allemagne développe l’utilisation des sources d’énergie renouvelable dans les années à venir comme prévu, la production électrique par jours de grand vent ou très ensoleillés excédera de plus en plus souvent la demande, et dans une mesure croissante. Cela rapprochera progressivement le réseau électrique de ses limites de capacité. E.ON investit donc dans le développement des technologies en vue de stocker d’importants volumes d’énergie. À cet égard, la technologie power-to-gas est une solution prometteuse pour l’avenir de l’approvisionnement en énergie » a déclaré Klaus-Dieter Maubach, membre du Directoire d’E.ON AG, responsable de la technologie et de l’innovation.

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Lionel_fr

Où comment la production renouvelable commence à se substituer à l’intouchable dépendance au gaz… Puis ce sera le tour du pétrole avec des systèmes inspirés du HHO et du GNV sans aucune modification dans ce dernier cas. Comment en est on arrivé là alors que la vieille industrie electrogène ne l’avait pas fait ? Sans doute le volontarisme allemand en matière d’EnR qui s’oppose au cartésianisme cynique des français. Les germains s’acharnant à valoriser les EnR au delà des schemas stricts de la production électrique. Quand les français se seront fatigués à traiter les allemands d’idiots pas assez cyniques, ils achèteront sagement ces technologies qui sont moins simples qu’il n’y parait vue l’échelle …. Merci les allemands , sans eux , le cynisme français aurait regné sur l’europe pendant bien trop longtemps.

Tech

le stockage, il faut y passer, cette solution est séduisante, le réseau français de distribution de gaz est très étendu, cette solution qui permet d’écrêter les pics de production renouvelable serait à promouvoir. en étant un tant soit peu cynique, je pousserai même le bouchon jusqu’a cette assertion: pourquoi ne pas utiliser les centrales nucléaires, toujours à leur max de prod! cela a priori ne couterait pas plus cher que de réguler à la baisse ou à la hausse! On pourrait alors commencer à stocker de l’hydrogène et même transformer cet hydrogène si nécessaire? l’infrastructure de stockage réinjection étant en place, il deviendrait alors facile d’y connecter le renouvelable.

Filou33

Bonjour, Intéressante cette idée mais une question me tarabusque. L’hydrogène sera t’il injecté en l’état dans le réseau ou sera t’il combiné quelque part pour former du méthane ou autre gaz combustible ? Pourqoui cette question ? Parce que l’hydrogène, compte tenu de la taille de sa molécule, est un gaz extrêmement fluide possédant une forte aptitude à filer à travers les microfuites. Ne risque t’on pas de perdre de façon sustancielle le bénéfice de la réinjection si à travers tout le réseau le cumul de ces microfuites conduit à une large dispersion de l’hydrogène dans l’atmosphère. Au delà de cela, en admettant que le réseau soit, lui, en bon état, n’est ce pas chez les utilisateurs terminaux , notamment les particuliers qui ont des liaisons caoutchouc flexibles entre le réseau et la gazinière qu’on risque d’avoir des surprises ? En final, ne serait il pas plus pertinent (et plus sûr) d’intégrer cette production d’hydrogène dans une perspective de collecte pour alimenter des véhicules fonctionnant à l’aide de ce carburant ? Merci de m’éclairer sur ce point. Cordialement

chanois

Effectivement, il n’est pas prévu d’injecter plus de 10% d’hydrogène à terme dans le réseau gazier pour les raisons que vous évoquez. C’est la raison pour laquelle il est plus judicieux de passer par un procédé de méthanation “consommant” de l’hydrogène et du CO2 (issu des centrales thermiques ou sites industriels). Quant à l’hydrogène utilisé comme carburant, le problème reste le même, celui de sa très faible densité énergétique comparé aux produits pétroliers (même si celà serait intéressant du point de vue rendement avec des piles à combustible. Le méthane peut aussi être utilisé comme carburant avec des tehnologies matures et pose moins de problème de stockage (même si la faible densité énergétique des caburants gazeux demeure).

Mamouth

Regardez l’étude Energiekonzept 2050 du FVEE (association allemande des centres de recherche en EnR).

Lionel_fr

@Tech Pour sûr ! Le cynisme du management ayant consisté à ignorer l’hydrogène arguant du manque de débouchés. Toute capacité de production supplémentaire étant immédiatement fagocitée par le paradigme “nouvelle tranche nucléaire” Les pro nukes parlent de capacité de stockage pour pallier à l’intermittence des EnR’s ce qui est évidemment absurde : investir dans une unité de fragmentation de l’eau remet les idées en place : l’electricité utilisée est celle des heures creuses et éventuellement des périodes de surproduction EnR quand celle-ci sera une réalité (dans très longtemps) mais en Allemagne , la production PV a atteint 50% de la demande en mai et les nouvelles capacités PV devraient attendre +8000Mw cette année ! @Filou33 Toutes les installations de stockage de gaz naturel peuvent recevoir un mélange hydrogène à hauteur de 5-10% d’H2. Le phénomène de fuites est complètement surestimé actuellement. Les propriétés de CH4 diffèrent peu de celles d’H2 en matière de stockage et quelques molécules d’H2 au niveau des joints ne nous empècheront pas de dormir : la quantité d’H2 dans l’atmosphère devient problématique au dessus de 4%. Ce chiffre est absolument énorme compte tenu de la facilité pour s’en débarrasser (ventiler) La méthanation est un néologisme qui désigne la réaction de Sabatier. Cette réaction est interressante car elle transforme le CO2 alors que toutes les autres catalyses transforment le CO. Le CO2 peut très bien provenir de l’atmosphère ce qui tombe à pic : il parait qu’il y en a trop justement… Bon ! en tous cas, la réaction de Sabatier est aussi utilisée dans la Station Spatiale Intl pour régénérer l’air respirable. La raison de ce choix est qu’il est moins couteux d’amener de l’hydrogène liquide depuis la terre et de se débarrasser du méthane qui n’est d’aucune utilité en orbite que d’utiliser des sels de Lithium qui ont à peu près le même effet mais qu’il faut ramener à terre ensuite. Les autres catalyses incluent notamment Fischer-Tropsch qui peut produire du carburant liquide. L’hydrogène intervient à deux reprises dans ce cas. Mais si les catalyses sont séduisantes sur le papier, elle sont aussi couteuses en métaux nobles et complètement anecdotiques au regard des volumes requis. Ce que les Jancovicistes appellent “l’ordre de grandeur” Ca convient bien pour l’appareil respiratoire des 6 astronautes de l’ISS mais pour faire la cuisine de 7 mds de terriens , c’est une autre histoire. En outre , les bio-catalyseurs à phytoplancton font un travail à peu près équivalent : capter le Co2 pour en faire du carburant. Mais ici c’est mère nature qui fait le plus gros du boulot ! Parvenir à des échalles de MTEP est nettement plus probable à court terme dans ce cas. Enfin , je vous signale qu’actuellement l’industrie consomme des MTEP d’hydrogène par an pour désulfuriser le pétrole, craquer les hydrocarbures lourdes et en métallurgie notamment et cet hydrogène est obtenu à 95% par reformage de gaz naturel. Cela nous fait déjà de très gros clients à satisfaire alors que les premiers véhicules H2 de grande série sont annoncés pour 2015 (Toyota) et 2012 (Hyundai) Pour chanois je vous conseille de faire une recherche google sur HHO , juste pour la culture générale, on en reparlera sans doute..

Sicetaitsimple

Tout d’abord; j’espère que vous avez passé de bonnes vacances et que vous nous revenez tout revigoré, j’ai l’impression que c’est le cas! Tout d’abord pour vous dire qu’à ma connaissance EDF a à une certaine époque ( surcapacté nucléaire) pas mal travaillé sur lea production d’H2, ce n’est pas une invention de nos voisins ni des fans des ENR, c’est effectivement un concept lié à un surcroit momentané de surcapacité, quelque soit son origine. Sur les volumes, vous dites 5-10%, aujourd’hui en Europe c’est 5 max en volume, soit environ 1,5% en energie, autant dire que le potentiel est quand même limité, d’autant que ce type de norme ne peut pas évoluer facilement compte-tenu des interconnexioons de réseaux. On en a déjà parlé. Sabatier on en a délà beaucoup parlé aussi, bien avant que vous n’interveniez sur Enerzine. Très bien pour les stations spatiales, economics un peu moins évidents sur Terre car réaction consommatrice nette d’énergie si on prend en compte le bilan global ( production d’H2+captage de CO2+réaction de Sabatier elle-même).Si la combustion de CH4 est exothermique, tout élève de terminale scientifique de mon époque doit facilement comprendre que sa génération à partir de CO2 est endothermique, si bien sur on prend toute la chaine en compte. Alors bien sûr on va nous dire mais l’électricté est “gratuite”, voire à “prix négatifs” à certains moments. Vous pensez réellement que ces imperfections de marchés peuvent durer?

Pas naif

Comme on l’a remarqué, H² dans le gaz n’est pas une solution de masse (ceci dans le cadre de 65% PV+Eolien du plan allemand) et donc il faut le convertir en “gaz de synthèse inverse” comme déjà indiqué (4H² + CO² => CH4 + 2 H²O) ce qui implique des investissements spéciaux (Unités chimiques devant travailler en régime très variable) et perte de 25% minimum de l’énergie contenue dans H². Ceci rajouté aux 30% perdus dans l’électrolyse de l’eau, donne un rendement électricité=>> méthane de 52% max. Avec un MWh éolien maritime de masse prévu à 180€, ceci nous fait le MWh méthane brut à 346€. Pour ceux qui se chaufferaient au gaz naturel, surcôté de 50 à 100% par les distributeurs d’énergie, ce MHh domestique serait vendu au moins à 500€min. Alors le brave Mr Tout-le-Monde allemand payerait son chauffage annuel pour 10MWh à 5000€ !… Bien sûr au début le % de ce “gaz éolien” serait négligeable mais comme ils veulent aller à une production de masse, le mix final gaz naturel – gaz éolien serait en gros de 50-50, donc le chauffage coûterait au moins 2500€ et bien plus dans le nord allemand où l’éolien dominera. Croyez vous que les électeurs allemands seront assez idiots pour reconduire des majorités politiques aussi aberrantes? Dans 5 ans ces folies seront stoppées. Les Verts feraient mieux de se concentrer sur le bio-gaz et la co-génération: on se demande pourquoi ils ne les poussent pas ?

Lionel_fr

Vous avez beau copier-coller les formules de wikipedia, cela ne donne pas de profondeur à votre discours : il vaut mieux aller sur wiki qui respecte mieux les normes typographiques et donne des explications sans lesquelles les formules sont absconses. Mais je vous reproche avant tout de monter tout un calcul complexe sur une solution à laquelle vous ne croyez pas et ne cherchez qu’à en démontrer l’absurdité. C’est là que vous commettez l’erreur d’un facteur 4 : cynisme ou absence de foi !! Sachez que votre hypothèse est effectivement vouée à l’échec et que c’est pour cette raison que les ingénieurs qui la METTENT EN OEUVRE ne l’ont pas retenue ! C’est tout ce que vous avez besoin de savoir ! Les ingés qui passent leur vie à mettre en équation l’échec de leurs voisins ne sont pas les plus utiles dans un système social quelconque. Faites donc un travail d’honnèteté intellectuelle et on en reparle ok ?