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MIG Alternatives Energétiques du Futur 2014-2015 : « power to gas »

Dans le cadre du projet MIG ALEF 2014-2015, douze élèves du cycle Ingénieur Civil de MINES ParisTech ont étudié le potentiel de réalisation du "power to gas" dans un contexte de transition énergétique. L'analyse économique, la quantification des surplus de production d'électricité d'origine renouvelable et la question de l'intégration au réseau électrique d'énergies renouvelables décentralisées ont été placées au cœur de ce projet.

Visite de la centrale électrique de EDF à Martigues.

Un regard sur les métiers de l’énergie

Dans le cadre du MIG 2014, douze élèves de première année sont venus à Sophia Antipolis au mois de novembre pour participer au quinzième MIG ALEF (Alternatives Energétiques du Futur), une expérience destinée à leur faire découvrir l'univers des métiers de l'industrie de l’énergie au travers de visites variées (GRT Gaz, GDF Suez, EDF, INES, Novawatt, Storengy, ERDF).

Un mini-projet autour de l’avenir du power to gas

Lors de cette nouvelle session, les élèves ont pu s'intéresser aux aspects économiques, à la modélisation et à la simulation des systèmes électriques et gaziers nationaux en utilisant comme point d’entrée les compétences des chercheurs du Centre PERSÉE (R. Girard, T. Barbier, F.P. Neirac).

Le but de l’étude menée en collaboration avec GRT Gaz cette année était d’analyser sous plusieurs angles l’intérêt qu’il pourrait y avoir dans un futur proche à être capable de convertir les surplus d’électricité de source renouvelable en gaz (dihydrogène ou méthane) autrement dit un mécanisme de « power to gas ». Pour ce faire, après une semaine de visite les 12 étudiants du cycle IC se sont organisés en quatre groupes de travail pour mener à bien ce mini-projet durant les quinze jours restants.

Le premier groupe a cherché à quantifier les surplus de production d’électricité renouvelable à l’échelle nationale qui pourraient apparaitre dans le futur avec une quantité significative de production renouvelable intégrée. Ces surplus à l’échelle nationale résultent de l’intermittence des renouvelables et correspondent à des heures où la production renouvelable trop importante ne peut pas être absorbée par la consommation, le stockage de l’électricité excédentaire ou la gestion de la demande électrique. Le second groupe s’est lui tourné vers l’estimation des surplus locaux résultant de phénomènes de congestion sur le réseau de distribution d’électricité. Pour ce faire il a pu bénéficier de discussions avec le gestionnaire du réseau de distribution d’électricité ERDF. Le troisième groupe a étudié à l’aide d’un système d’information géographique (SIG) les contraintes spatiales qui s’appliquent à la mise en œuvre du « power to gas » (proximité des réseaux gaziers et électriques, source de production renouvelable et  de CO2 proches) pour définir des sites français susceptibles d’accueillir une implantation de type « power to gas ». Enfin, le quatrième et dernier groupe a pu proposer une synthèse économique en mettant en œuvre un outil financier permettant de calculer la rentabilité économique en fonction de paramètres caractéristiques déterminants. Ce groupe était aussi chargé de la synergie entre les groupes

Lors de ce travail de groupe, les étudiants ont pu mettre en avant l’intérêt du « power to gas » dans un futur mix électrique avec une proportion importante de production d’électricité d’origine renouvelable et intermittente. Ils ont mis en évidence deux points clés : d’une part la forte sensibilité des résultats aux coûts d’investissement de la technologie qui n’est pas encore mature, et d’autre part le conditionnement de l’évolution du « power to gas » à l’existence de procédés de captation de CO2. Ils ont aussi montré l’existence de sites géographiques pertinents et l’importance qu’il y avait à savoir combiner les surplus d’électricité globaux et locaux.  

Les résultats ont été présentés publiquement à Sophia Antipolis en Décembre 2014 puis à Paris à l’école des Mines à la fin du mois de Janvier.