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Qu’est-ce qu’un gaz renouvelable?
Matières biodégradables
Agriculture Arbres et forêts
Matières ligno-celllosiques
Méthanisation Gazéification
Biogaz Syngas
Méthane CH4
Usage direct Usage local Injection réseau
Epuration
Electricité
Electrolyse
Hydrogène H2
Déchets
Hydrogène fatal
Système électrique Industrie
Méthanation
Algoculture
3
Energie équivalent biogaz (2016) (2) Nombre d’unités (2016) (2)
• Technologie mature : 450 unités en France (Allemagne : 9000) en 2016 (1)
Chaudière,156,34%
Cogénéra6on,285,63%
Injec6on,15,3%
0
500
1000
1500
2000
2500
Chaudière
Cogénéra3
on
Injec3on
GWh/an
STEU
Industriel
Ferme
Déchetménagers
Centralisé
Centralisé,29,6%
Déchetménagers,11,2%
Ferme,240,53%
Industriel,101,22%
STEU,75,17%
Source : (1) Avis ADEME Méthanisation, 2016, (2) Base SINOE + Solagro
Méthanisation
Méthanisation Biogaz
50 à 60% CH4 40 à 50% CO2
Moteur cogénération
Chaudière / procédé thermique
Epuration
Chaleur
Chaleur
Electricité
Méthane CH4
CO2
Réseau gaz
Réseau électrique
Réseau de chaleur
usage direct
Station GNV
Digestat C + nutriments
(N, P, K)
Retour au sol
Matière organique
biodégradable (C,H,O)
4
Ancienne technologie Usine de Saint Denis pour Paris à partir de charbon (1890 -> 1970) Seconde guerre mondiale : voiture avec « gazogène »
Source : (1) Avis ADEME Méthanisation, 2016, (2) Base SINOE + Solagro
Pyrogazéification
Pyrogazéification Syngas CO, H2, CH4,CO2
Cendres
Nombreux co-produits
possibles :Char, huile,
Renouveau pour valorisation déchets et biomasse : • Cogénération : Aujourd’hui environ 1000 unités en Europe
en cogénération (env 0 en 2008) • Injection méthane : 1 seule unité dans le monde en
fonctionnement ( Gobigas, Suède) • Multitude de technologies selon taille / intrants • Multitude de stades de développement
Moteur cogénération
Chaudière / procédé thermique
Epuration
Chaleur
Chaleur
Electricité
Méthane CH4
CO2
Réseau gaz
Réseau électrique
Réseau de chaleur
usage direct
Station GNV
Matière organique
(C,H,O)
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• Filière non mature : stade R&D / démonstration (certains électrolyseurs sont au stade commercial)
Power-to-gas
Electrolyse
Epuration biogaz, syngas
Chaleur
Méthane CH4
CO2
Réseau gaz
Réseau de chaleur
usage direct
Station GNV
Electricité Hydrogène
H2
Oxygène O2
Eau
Méthanation
Captage CO2 fumées
limité à quelques%
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Power-to-gas
• Système de conversion d’électricité -> gaz : pas une nouvelle source d’énergie primaire !
• Besoin moyen-long termes pour système énergétique proche du 100% ENR : • Apporter de la flexibilité intersaisonnière au système électrique majoritairement
composé d’éolien et de photovoltaïque • Réseau de gaz à de grandes capacité de transport et de stockage
• Produire un carburant décarboné pour le secteur du transport
4
Excédentrésiduelannuel:44,5TWh
Déficitrésiduelannuel:23,8TWh
Excédentsrésiduels=ProdENRevariables+Nucmini+ENRthermiquemini–Demande–PompageSTEP
Source:E&EConsultantdansPtGADEME/GrDF/GRTgaz)
Excédents et déficits électriques estimés dans le scénario de référence en ADEME 2050 (1)
Source : (1) ADEME/GRTGAZ/GRDF/E&ECONSULTANT/SOLAGRO/HESPUL, « Etude portant sur l'hydrogène et la méthanation comme procédé de valorisation de l'électricité excédentaire » 2014
Consommation énergétique et capacité de stockage en France (2012) (1)
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Résumés gaz ENR
Filières gaz ENR Valorisation Maturité Ressources Mécanismes de soutien
Méthanisation
Cogénération/thermique Mature
Déchets agricoles,
Biodéchets (collectivités,
IAA…), Boues de STEU
Tarif d’achat guichet ouvert + Subventions
Injection CH4 Mature Tarif d’achat
guichet ouvert +Subventions
Pyrogazéification
Cogénération/thermique
Mature / Démonstration /
Déploiement (selon tailles/types intrants)
CSR, biomasse ligneuse
Tarif d’achat guichet ouvert (biomasse ou incinération)
+Subventions
Injection CH4
R&D/Démonstration R&D, Démo
Power-to-gas Injection CH4
R&D/Démonstration
Pas encore d’excédents ENR
électriques R&D, Démo
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Le réseau de gaz
Transport 40-80 bar
Distribution 4 < MPB < 25 bar
Distribution 0,05 < MPC < 4 bar
Distribution BP = 0,02 bar
Stockages
Terminaux méthanier Interconnexions Demande
Grande industrie
Logement individuel
Offre
Import
Bio
mét
hane
9
Biométhane : du producteur au consommateur
Réseau de gaz
Gestionnaires réseau GRDF, GRTgaz, TIGF, autres ELD
Producteur
Consommateur Fournisseur
Gestionnaire registre GO
GRDF https://
gobiomethane.grdf.fr
Gestionnaire du compte de
compensation CDC
tarif d’achat + GO
Délivre une GO
Prix de gros + ATR+ Taxes&contributions + GO + Marge
Délivre une GO
ATR + part valo
GO
Compensation = Tarif d’achat –
prix de gros
Flux GO Flux financiers Flux énergie GO : Garantie d’origine ATR : Accès des Tiers aux Réseaux
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La place du gaz aujourd’hui et … demain
Source : (1) https://negawatt.org/scenario/sankeys/2050-simplifie (2) Scénario énergie-cliùat ADEME 2035-2050, 2017, http://www.ademe.fr/actualisation-scenario-energie-climat-ademe-2035-2050
2015 (1) 2050 (1)
GAZ GAZ
Aujourd’hui : • 450-500 TWh • Source : 100% importé • Utilisation : 100% chaleur
Demain • 250-350 TWh • Source : 100% made in France • Utilisation :
• 30 (2) à 70% (1) Transport • 30 à 70% Chaleur
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Un mix de gaz 100% gaz en 2050?
• Etude de faisabilité technico-économique d’un mix 100% gaz ENR en 2050 • Pas d’optimisation du système énergétique global • Etudie un système « futur », mais pas la transition • Potentiel de biomasse évalué :
• pas en concurrence avec les usages alimentaires et matières premières
• compatible avec scénarios facteurs 4 (Réduction cheptel, Agroécologie…)
• Etude ADEME/GRTgaz/GRDF • Synthèse publiée en janvier 2017 http://www.ademe.fr/mix-gaz-100-renouvelable-2050
• Rapport complet bientôt disponible
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Potentiel de production de gaz renouvelables
Source : http://www.ademe.fr/mix-gaz-100-renouvelable-2050