Production de gaz renouvelables et bas-carbone : Teréga s'implique pour l'émergence d'une filière...

Qu’appelle-t-on gaz renouvelables ?

Derrière le terme générique de gaz renouvelables, on désigne les gaz susceptibles d’être produits sans recours à des énergies fossiles. Les gaz renouvelables peuvent être produits à partir de la biomasse, qui comprend des matières organiques telles que les déchets agricoles, les résidus forestiers, les Cultures Intermédiraires à Valorisation Énergétique (CIVES), ou même les déchets organiques urbains. La conversion de la biomasse en gaz présente par ailleurs l’avantage de constituer un débouché économique pour le monde agricole. 

L'hydrogène quant à lui, s’obtient à partir d'électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelable telles que l'énergie solaire ou éolienne ou à partir de l'énergie nucléaire. Cela crée de l'hydrogène vert, une source d'énergie propre et renouvelable ou bas-carbone pour répondre aux enjeux de décarbonation de l’industrie ou de la mobilité. 

Le biogaz, de son côté, est produit par la décomposition de la matière organique en l'absence d'oxygène. Les décharges, les stations d'épuration des eaux usées et les installations de méthanisation sont des sources courantes de biogaz.

Enfin, les gaz de synthèse peuvent être produits à partir de diverses matières premières renouvelables pour remplacer les combustibles fossiles.

Energie solaire, énergie éolienne, force de l’eau, valorisation des déchets… La production de gaz renouvelables est un levier-clé de la décarbonation des activités humaines. Elle présente également l’avantage de contribuer à l’indépendance énergétique des territoires.

Gaz renouvelables : la filière Biométhane se développe…

Si l’on se réfère au Panorama des Gaz Renouvelables 2022, les gaz renouvelables peuvent représenter 20 % de la consommation de gaz en France, dès 2030. Et la filière s’étoffe et se structure à bon rythme !

Ainsi, selon le rapport intitulé Avenir des infrastructures gazières aux horizons 2030 et 2050, publié en avril 2023 par la Commission de Régulation de l’Energie (CRE), 149 nouvelles installations de méthanisation ont été mises en service en 2022. La France dispose ainsi de 514 infrastructures opérationnelles, représentant un potentiel d’injection de biométhane dans le réseau de 9 TWh/an. Les sites raccordés ont produit 7 TWh de gaz renouvelable, soit 1,6% de la consommation (430 TWh). Ce chiffre est supérieur à l’objectif de la Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), fixé à 6 TWh en 2023.

L’amélioration des capacités de production de gaz renouvelables passe par le développement de différentes technologies. En explorant ces différentes voies, la filière devrait pouvoir produire 60 TWh de méthane renouvelable en 2030, puis 350 TWh à l'horizon 2050.

« Des volumes de production compris entre 50 et 60 TW/h, cela représente une alimentation en biométhane de près de 10% du marché global du gaz », souligne Antoine Charbonnier, Responsable du pôle Stratégie & Innovation de Teréga.

En ligne de mire : l’ambition de couvrir l’ensemble des besoins à l’horizon 2050. 

Quels sont les différents modes de production des gaz renouvelables ?

Pyrogazéification, méthanation, électrolyse de l’eau… Ces différents modes de production de gaz renouvelables constituent des perspectives de développement prometteuses, car elles s’inscrivent dans une dynamique de réduction des émissions de carbone et de transition vers des sources d'énergie plus propres.

Pyrogazéification

La pyrogazéification est un procédé thermique qui transforme des matières organiques, comme la biomasse ou les déchets, en gaz de synthèse en les chauffant à des températures allant de 250 à 1500°C en présence d'une faible quantité d'oxygène. Ce procédé transforme presque intégralement le déchet en gaz, à l'exception de quelques résidus solides. Il est considéré comme une méthode de production de biométhane de 2e génération, complétant ainsi la méthanisation traditionnelle.

Méthanation

La méthanation est un processus chimique qui convertit l'hydrogène et le dioxyde de carbone (CO₂) en méthane (CH₄). La méthanation est une technologie clé pour le stockage saisonnier d'énergie renouvelable excédentaire et la réduction des émissions de CO₂. Le développement de catalyseurs plus performants, ainsi que la mise en place de méthodes efficaces de capture de CO₂, sont des domaines de recherche prometteurs.

Électrolyse de l'eau

L'électrolyse de l'eau est un processus électrochimique qui divise l'eau (H2O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂) via un électrolyseur alimenté par une source électrique. L'eau est placée entre deux électrodes, l'anode dégage de l'oxygène tandis que la cathode produit de l'hydrogène. Ce procédé est en plein essor grâce à la demande croissante en hydrogène propre pour diverses applications, telles que la mobilité, l'industrie chimique et la production d'électricité.

Méthanisation

La méthanisation, qui repose sur la décomposition de matières organiques en biogaz (méthane), est de plus en plus utilisée pour la gestion des déchets organiques et la production d'énergie à petite échelle. Les installations de méthanisation peuvent être intégrées à des exploitations agricoles, des installations industrielles et des stations d'épuration pour valoriser les déchets organiques.

Power to Gas

Le Power to Gas est un procédé qui convertit le surplus d’électricité des sources solaires et éoliennes en hydrogène via l’électrolyse de l’eau. En utilisant le courant électrique, l’eau se décompose pour libérer l’hydrogène qu’elle contient. Ce processus peut être associé à la méthanation, où l’hydrogène se combine avec du dioxyde de carbone pour produire du méthane de synthèse.

Teréga : une implication forte pour bâtir l’avenir…

Pour Antoine Charbonnier, le constat est clair : « Le biométhane est l’une des pistes les plus prometteuses pour répondre à notre enjeu de production de gaz renouvelables. La dynamique est exponentielle sur ce segment ». Innover, inventer, soutenir, accompagner… L’enjeu est double pour Teréga. « Nous devons tout mettre en œuvre pour que les gaz renouvelables occupent une place importante sur le marché de l’énergie en France. Cela nous permet de valoriser le potentiel et les compétences de nos actifs dans un monde décarboné. »

Pour ce faire, Teréga intervient à deux niveaux. D’abord, en s’impliquant activement dans le développement de la filière Biométhane. « Nous accompagnons les projets de raccordement d’unité de méthanisation de nos clients , mais aussi en apportant notre soutien à des programmes d’innovation, confie Antoine Charbonnier. Teréga SA accompagne ainsi les projets des acteurs de la filière qui souhaitent injecter du biométhane sur le réseau. « Notre rôle dans le système énergétique de demain dépend de notre capacité à sécuriser nos approvisionnements. Il est capital que l’intégralité de l’énergie que nous transportons soit décarbonée. ». À ce jour, 7 postes d’injection de biométhane sont raccordés au réseau Teréga et 8 autres sont en construction. « En valorisant l’ensemble de la biomasse disponible sur les régions Nouvelle-Aquitaine et Occitanie, nous pourrions être en mesure, d’ici 2040/2045, d’exporter du biométhane sur d’autres zones géographiques », commente Antoine Charbonnier.

Pour y parvenir, Teréga a adopté une démarche volontariste et innove de manière pragmatique.

Solidia : des initiatives au service du développement des gaz renouvelables

Au-delà des projets de méthanisation que Teréga soutient, une attention particulière est accordée à tous les nouveaux modes de production de Biométhane de 2è ou 3è génération. « Dans ce domaine Teréga, avec l’INSA Toulouse, a inauguré une plateforme technologique appelée Solidia qui a pour objectif d'accueillir des pilotes de recherche semi-industriels sur l'épuration du biogaz et la production de gaz de synthèse. Solidia permet à des startups de tester leurs technologies avant de passer au stade industriel. »

HySoW : catalyser l’innovation au service de l’hydrogène vert

L’Hydrogène est un vecteur énergétique à très haut potentiel pour répondre à l’enjeu de la décarbonation et de la souveraineté énergétique, au travers du corridor hydrogène européen (the European Hydrogen Backbone).

Le principe est né du Green Deal européen approuvé en 2020. L’UE a défini une feuille de route pour devenir neutre en carbone d’ici 2050. Pour atteindre l’objectif de 10 millions de tonnes de production nationale d’hydrogène renouvelable et bas-carbone et 10 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable importé d’ici 2030, il est impératif de développer des infrastructures de production et de transport d’hydrogène.

Au cœur de cette ambition, on trouve le corridor H2med qui permettra à lui seul de sécuriser l’approvisionnement énergétique de l’Europe en transportant environ 10% de la consommation totale d’hydrogène prévue pour l’Europe à l’horizon 2030. Le projet H2med rassemble cinq partenaires clés : l’espagnol Enagàs, les français GRTgaz et Teréga, le portugais REN, ainsi que l’allemand OGE. Les cinq acteurs coopèrent activement pour faire interconnecter différents projets de gazoducs : CelZa, reliant le Portugal et l’Espagne, et BarMar, reliant l’Espagne et la France. Fidèle à sa stratégie, Teréga s’implique dans le développement de grandes infrastructures innovantes et ambitieuses.

C’est le cas notamment avec le projet HySoW, une infrastructure de transport et de stockage de l’hydrogène dans le sud-ouest de la France pour assurer un service logistique mutualisé, à destination d’entreprises qui souhaiteraient produire ou consommer de l’hydrogène. HySoW, ce sont 600 km de pipeline pouvant transporter 16 Twh/an d’hydrogène décarboné à travers tout le Sud-Ouest. Nous avons lancé un appel à manifestation d’intérêt (AMI) qui a contribué à démontrer la pertinence du projet en s’appuyant sur le soutien d’un nombre élargi de partenaires et d'industriels… HySoW permettra à terme d’interconnecter les pôles industriels et de mobilité majeurs, comme Bayonne, Lacq, Pau, mais également Bordeaux et Toulouse, avec une extension vers Port-La-Nouvelle. Il fera également le lien avec le projet franco-espagnol BarMar, reliant Barcelone à Marseille, en vue de renforcer la sécurité d’approvisionnement de l’ensemble du système énergétique européen grâce au stockage d’hydrogène.

Innover, accompagner, explorer en ayant à cœur de contribuer activement à la décarbonation des activités humaines, c’est le sens de la démarche de Teréga auprès des acteurs de la filière