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Stockage d’électricité : qu’appelle-t-on le « Power to Gas » ?

Power to Gas

Unité pilote de « Power to Gas » à Falkenhagen dans l’est de l’Allemagne. (©E.ON) 

Le « Power to Gas » (P2G) consiste à transformer de l’électricité en hydrogène(1) par électrolyse de l’eau afin de la stocker à un moment où elle est excédentaire sur le réseau : l’électricité est utilisée pour casser des molécules d’eau (H2O) en hydrogène(2) (H2) et en oxygène (O). Ce mode de production de l’hydrogène est bien moins répandu que le vaporeformage de combustibles fossiles (en raison de son coût plus élevé) mais il présente dans ce cas l’intérêt d’avoir recours à de l’électricité « fatale »(3).

Le Power to Gas permet en particulier de compenser les aléas naturels des sources d’électricité éoliennes et photovoltaïques en stockant sous forme de gaz leur production lorsque cette dernière ne répond pas à la demande des réseaux auxquelles elles sont connectées.

L’hydrogène ainsi produit peut alors être valorisé de différentes manières :

Contrairement à l’électricité, l’hydrogène converti en méthane présente l’intérêt d’être facilement stockable sur de longues durées. A l’horizon 2030, l’Ademe évalue le potentiel d’électricité valorisable en France en ayant recours au Power to Gas à environ 2,5 à 3 TWh par an (la production électrique française en 2015 atteint 546 TWh). L’Allemagne et le Danemark sont les principaux pays à effectuer des recherches sur cette technologie en raison du taux de pénétration croissant des sources intermittentes d’électricité sur leurs réseaux(6).

Le développement de cette technologie est actuellement freiné par le coût de production de l’hydrogène, aux alentours de 100 €/MWh, soit près du triple des prix de gros du gaz naturel selon une étude de l’Ademe et des gestionnaires de réseaux français GrDF et GRTgaz(7).

Schéma de principe du Power-to-Gas

Schéma de principe du Power to Gas (©Connaissance des Énergies d’après European Power to Gas Platform)

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Sources / Notes
  1. L’électricité et l’hydrogène sont tous deux des vecteurs énergétiques.
  2. Appellation communément donnée au dihydrogène.
  3. Autrement dit, qui serait « perdue » en l’absence de valorisation.
  4. Selon McPhy Energy
  5. La plupart de ces véhicules dits « à hydrogène » sont des véhicules électriques équipés de piles à combustible embarquées.
  6. Le Power to Gas devient « indispensable » selon l’Ademe à partir d’un taux de pénétration de l’ordre de 40 à 50% d’électricité produite.
  7. Étude portant sur l’hydrogène et la méthanation comme procédé de valorisation de l’électricité excédentaire, septembre 2014 D’après les estimations de l’AIE, cette filière pourrait rester environ 2 fois plus coûteuse que les prix de gros du gaz naturel fossile en 2030.