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C’est dans ce contexte que de nombreux pays ont pris des engagements au niveau mondial pour réduire leurs émissions à effet de serre. Certains pays, comme la France, se sont fixés des objectifs ambitieux, comme celui d’atteindre la neutralité carbone d’ici 30 ans.

Pour réduire nos émissions, il faut changer de modèle énergétique :

  • réduire nos besoins en énergie, car la meilleure énergie est celle que l’on ne consomme pas ;
  • produire l’énergie nécessaire à partir de sources renouvelables.

La transition énergétique correspond au passage d’un système basé sur la production d’énergie issu de sources fossiles et fissiles (charbon, pétrole, gaz, nucléaire) vers des sources renouvelables.

Le terme d’énergie renouvelable est employé pour désigner les énergies qui, à l’échelle humaine au moins, sont inépuisables et disponibles en grande quantité. Ainsi il existe cinq grands types d’énergies renouvelables : l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’énergie hydraulique, la biomasse et la géothermie. Leur caractéristique commune est de ne pas produire, en phase d’exploitation, d’émissions polluantes (ou peu), et ainsi d’aider à lutter contre l’effet de serre et le réchauffement climatique.

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Les gaz renouvelables, une alternative en plein développement

Qu’est ce qu’un gaz renouvelable?

On considère comme gaz renouvelable, tout gaz produit à partir de ressources énergétiques renouvelables. «Les sources d’énergies renouvelables sont les énergies éolienne, solaire, géothermique, aérothermique, hydrothermique, marine et hydraulique, ainsi que l’énergie issue de la biomasse, du gaz de décharge, du gaz de stations d’épuration d’eaux usées et du biogaz.

La biomasse est la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l’agriculture, y compris les substances végétales et animales issues de la terre et de la mer, de la sylviculture et des industries connexes, ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et ménagers.»

Les gaz renouvelables sont issus de trois principales filières :

La méthanisation: voie biologique qui se base sur l’utilisation de micro-organismes pour décomposer de la matière organique et produire du biogaz principalement composé de méthane et de dioxyde de carbone. Ce biogaz peut ensuite être épuré afin d’obtenir un gaz dont les propriétés thermodynamiques sont équivalentes au gaz naturel.

•La pyrogazéification ou gazéification: voie thermochimique au sens large, permettant de produire des combustibles solides, liquides ou gazeux à partir de matière organique. Selon les conditions de pression et de température, le procédé peut être orienté vers la production de gaz de synthèse appelé syngas et composé principalement de méthane, d’hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone. Il est possible de compléter le procédé afin d’obtenir un gaz dont les propriétés thermodynamiques sont équivalentes au gaz naturel.

Le power-to-gas (PtG): procédé de conversion d’électricité en gaz de synthèse. L’électricité doit être d’origine renouvelable pour considérer le gaz produit comme énergie renouvelable. La première étape est constituée par un électrolyseur produisant de l’hydrogène. Une deuxième étape peut être ajoutée pour convertir l’hydrogène en méthane par l’intermédiaire d’une réaction de méthanation. Cette dernière réaction nécessite une source de CO2.

 

Voies de production du gaz renouvelable

Usuellement, la méthanisation concerne des matières rapidement biodégradables. Les unités de production de bio-méthane utilisent des sous-produits de l’agriculture (déjections d’élevage, résidus de culture, cultures intermédiaires, herbe), des industries (sous-produits et effluents de l’agroalimentaire), des boues de stations d’épuration urbaines, et des biodéchets (ménages, restauration collective, distribution). Il est également possible de méthaniser des cultures agricoles ou des algues produites à cet effet.

La gazéification s’adresse principalement à des matières ligno-cellulosiques: bois et produits dérivés, pailles, et différents sous-produits ligneux de l’agriculture. A ces ressources principales s’ajoutent d’autres ressources mineures, comme la gazéification des déchets (dont une part est d’origine biomasse et une autre part est dérivée de la pétrochimie), ou la récupération d’hydrogène fatal dans certaines industries. Il s’agit ici d’énergies de récupération plus que d’énergies renouvelables à proprement parler, on parle généralement d’ENRR pour englober les «énergies nouvelles renouvelables et de récupération».

Enfin, la production de gaz à partir d’électricité, dite encore power-to-gas(PtG),est sollicitée dans les scénarios comportant une forte proportion d’électricité d’origine solaire ou éolienne, dans une perspective de pilotage de l’équilibre offre-demande du système électrique. Le Power-to-gas permet de transformer les excédents d’électricité en gaz injectable et stockable sur le réseau de gaz naturel.