Power to Gas
& Interconnexion des réseaux énergétiques
Les technologies de production d'hydrogène et de méthane de synthèse à partir d'électricité renouvelable ou bas-carbone
L'électrolyse
L’électrolyse est un procédé électrochimique de conversion d’une énergie électrique en énergie chimique. Elle consiste en la décomposition d’une molécule d’eau sous une différence de potentiel en hydrogène et oxygène selon l’équation :
2 H2O —► 2 H2 + O2
Actuellement, il existe 3 principales technologies d’électrolyseurs : alcalines, PEM (Proton Exchange Membrane), et SOEC (Solid Oxyde Electrolyser Cell) ; la première, alcaline, utilisant une solution aqueuse d’hydroxyde de potassium. La seconde, PEM, fonctionne à l’aide de membranes polymères. La dernière, SOEC, fonctionne à haute température.
La méthanation
La méthanation permet de convertir de l’hydrogène et du dioxyde de carbone en méthane de synthèse. Elle met en jeu la réaction suivante :
CO2 + 4 H2 à CH4 + 2 H2O
Le méthane peut alors être injecté dans les réseaux de gaz pour tous les usages habituels du gaz naturel (chauffage, industrie, mobilité).
La méthanation catalytique hétérogène[1] permet la réaction en présence d’un catalyseur solide. La méthanation biologique voit la réaction se produire en phase aqueuse en présence de bactéries méthanogènes. Dans les deux cas la réaction est exothermique, c'est à dire que la réaction dégage de la chaleur.
La méthanation catalytique de monoxyde de carbone est aussi utilisée pour la conversion de syngas, composé d'H2 + CH4 + CO2 + CO +… et obtenu, par exemple, par gazéification de biomasse ou de déchets.
CO + 3 H2 —► CH4 + H2O
Pour plus d’informations, Vous pouvez vous référer aux fiches techniques produites par le Club.
[1] La catalyse est dite « Hétérogène » car le catalyseur est sous forme solide et les réactifs sous forme gazeuse. On parle de catalyse « homogène » quand les réactifs et le catalyseur sont sous la même forme.