Gaz et énergie thermique : ces innovations qui facilitent la transition énergétique

Longtemps critiquée pour son bilan carbone, l’utilisation du gaz et des centrales thermiques pourrait s’avérer essentielle à la bonne intégration des énergies renouvelables dans le nouveau mix énergétique.

Le gaz, une énergie d’avenir ?

Le gaz naturel a ceci de particulier qu’il concentre à lui seul les craintes et les espoirs qui entourent le secteur énergétique. C’est à la fois une énergie fossile qui s’inscrit dans le passé à l’heure où le monde cherche à tout prix à lutter contre le réchauffement climatique mais son abondance et son bilan carbone, le moins polluant des énergies conventionnelles, continuent d’en faire une énergie d’avenir.

Ces avantages ont permis au gaz naturel de s’intégrer facilement dans le paysage énergétique mondial. En quarante ans, la consommation de gaz naturel a été multipliée par 2,75 sur la planète. Et malgré la diabolisation actuelle dont font l’objet les énergies fossiles, l’industrie gazière tient à accompagner la transition énergétique à coup d’innovations.

Le développement des énergies renouvelables est contrarié par leur intermittence. La production des EnR est en effet dépendante des conditions météorologiques, un rapport qui fragilise l’équilibre entre l’offre et la demande d’énergie. Pour pallier l’intermittence des énergies propres, il est essentiel de pouvoir stocker les excédents de production afin de pouvoir les utiliser au moment opportun, lorsqu’il fait nuit ou qu’il n’y a pas de vent.

La filière gazière propose de mettre les réseaux de gaz naturel existants au service du stockage des EnR grâce à la technique du « Power to Gas ». La surproduction d’énergie est alors transformée en hydrogène ou en méthane de synthèse et injectée ensuite dans les infrastructures dédiées au gaz. Selon l’ADEME, « cette technologie devrait être pleinement opérationnelle en France à l'horizon 2030 ».

L’avènement des réseaux électriques intelligents permet également à GRDF d’équiper les foyers français d’un compteur communicant. Avec Gazpar, les Français auront la possibilité de suivre leur consommation de gaz avec précision et de l’ajuster en fonction des besoins.

Pour GRDF, cette meilleure maitrise de la consommation de gaz devrait permettre aux usagers de diminuer leur facture énergétique de 2 à 3 %.   

L’énergie thermique, un complément idéal aux EnR

Si la filière gaz redouble d’effort pour jouer un rôle dans le modèle énergétique de demain, les acteurs du thermique sont également mobiliser pour décarboner au maximum leur production d’énergie.

Le mode de production d’électricité à partir des centrales thermiques reste aujourd’hui le plus répandu dans le monde. Ces installations continuent de séduire car elles s’appuient sur d’importantes réserves mondiales en charbon et en gaz pour fonctionner et répondre à une demande d’énergie en constante croissance.

Les centrales thermiques peuvent être démarrées rapidement et être arrêtées tout aussi rapidement. Cette flexibilité permet aux installations d’appréhender efficacement les variations de la consommation et de venir en support aux énergies renouvelables. Cependant, elles n’en restent pas moins des grosses sources de pollution et sont désormais obligées de revoir leur fonctionnement pour réduire au maximum leur impact environnemental.

Pour y parvenir, les systèmes de captage/stockage de CO2 (CSC) font figure de solution à privilégier. Cette technologie consiste à « récupérer le CO2 émis par les industries avant, pendant ou après la combustion des matières premières pour ensuite le transporter par canalisations ou bateaux et le stocker sous terre à plus de 800 mètres de profondeur » comme l’explique François Kalaydjian, Directeur adjoint du Centre de Résultats Ressources à IFP Energies nouvelles.

Encore confidentielle, le procédé CSC est actuellement expérimenté dans des centrales existantes ou construites à cet effet principalement en Europe, en Amérique du Nord et en Chine.

Améliorer le rendement des installations

En attendant une généralisation du stockage en sous-sol de CO2, la filière thermique cherche à améliorer le rendement de ses installations pour les rendre plus propres. Il s’agit ici de produire autant d’énergie en ayant recours à moins de combustible. La technologie supercritique permet déjà d’atteindre des rendements de 45 % quand le niveau plafonne à moins de 30 % pour les centrales traditionnelles.

EDF a commencé à explorer ce terrain en 2014 en s’associant à China Datang Corporation (CDT) pour construire une centrale thermique supercritique à Fuzhou, en Chine et dont la première tranche a été mise en service fin 2015.

Le rendement des centrales thermiques peut aussi être augmenté grâce aux cycles combinés gaz (CCG). La centrale utilise alors deux turbines, une à combustion et une à vapeur, reliées à un alternateur. Cette technologie permet aux installations de faire grimper leur production d’énergie de 58 % et d’émettre deux fois moins de GES que des centrales à charbon.

En France, EDF a inauguré il y a quelques mois une unité à cycle combiné gaz naturel à Bouchain, dans le Nord. Cette centrale est dotée d’une turbine General Electric 9HA de dernière génération qui permet à l’installation d’être considérée comme la plus performante au monde.

Qu’il s’agisse de moderniser les centrales thermiques, de pousser leur productivité ou encore de développer la capture du CO2, la filière s’organise aujourd’hui pour être en phase avec les objectifs dictés par la lutte contre le réchauffement climatique et participer à la transition énergétique.