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Web conférence pour le CLER 06/03/2018 Simon Métivier – [email protected] Les gaz renouvelables

Web conférence pour le CLER 06/03/2018 Simon … · Système électrique Industrie ... + ENR thermique mini – Demande – Pompage STEP Source : E&E Consultant dans PtG ADEME/GrDF

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Web conférence pour le CLER 06/03/2018

Simon Métivier – [email protected]

Les gaz renouvelables

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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)

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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

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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

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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

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Potentiel / coûts des filières

Source : http://www.ademe.fr/mix-gaz-100-renouvelable-2050

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Synthèse des résultats

118 -132 €/MWh

116 -127 €/MWh

133 -153 €/MWh

105 -111 €/MWh

* * Intervalle pour deux hypothèses prises sur les coûts de l’électricité

Mix d’approvisionnement en gaz

* EnR&R : Energie renouvelable et de récupération

*

Coûts de production

et de réseau **