Projet pilote : L’usine RAG Austria pompe l’hydrogène dans la terre. Image: Karin Lohberger / RAG

Cycle du carbone : Le gaz à effet de serre CO2 est transformé en méthane dans le sol. C'est ainsi que le gaz naturel "neutre pour le climat" est produit. Illustration: RAG

Empa: L'énergie du soleil du dépôt profond

(Empa) Pendant les mois d'hiver, les énergies renouvelables sont rares dans toute l'Europe. Un projet international envisage maintenant une solution non conventionnelle : L'hydrogène et le dioxyde de carbone renouvelables sont pompés ensemble dans le sol, où des micro-organismes naturels transforment les deux substances en méthane, le principal composant du gaz naturel. (Text auf Deutsch >>)


"Underground Sun Conversion" : la technologie au nom passionnant, brevetée par la société énergétique autrichienne RAG Austria AG, offre un moyen de stocker l'énergie renouvelable de manière saisonnière et à grande échelle pour la rendre disponible toute l'année. En été, l'énergie renouvelable excédentaire – l'énergie solaire, par exemple – est transformée en hydrogène (H2). Il est ensuite stocké avec le dioxyde de carbone (CO2) dans des installations de stockage souterraines naturelles – par exemple d'anciens gisements de gaz naturel – à une profondeur de plus de 1000 mètres.

Processus pratiquement relancé
C'est là qu'interviennent les petits auxiliaires : des micro-organismes de la préhistoire, appelés archées, transforment par leur métabolisme l'hydrogène et le CO2 en méthane (CH4) renouvelable. Les archées sont présentes dans le monde entier, principalement dans des environnements anaérobies, c'est-à-dire à faible teneur en oxygène, et il y a des millions d'années, elles étaient déjà responsables de la transformation de la biomasse en gaz naturel. En introduisant de l'hydrogène et du CO2 dans des dépôts de grès poreux appropriés, ce processus est pratiquement relancé. Le méthane "produit" dans ces réservoirs peut ensuite en être extrait en hiver et utilisé de diverses manières comme gaz naturel neutre en CO2.

La recherche de sites appropriés
Des entreprises énergétiques et des instituts de recherche autrichiens et suisses ont maintenant uni leurs forces pour poursuivre le développement de cette technologie. Dans le cadre d'un projet financé par le programme-cadre de recherche européen ERA-Net et, en Suisse, par l'Office fédéral de l'énergie (OFEN), le potentiel technique et économique en Suisse et en Autriche sera exploré au cours des deux prochaines années. En Suisse, l'entreprise énergétique Energie 360°, l'Empa, l'Université de Berne et l'Université des sciences appliquées OST de Suisse orientale sont impliquées. L'Empa développe une perspective sur l'ensemble du système énergétique : "Nous examinons quand et où se produisent les surplus d'électricité, où se trouvent les sources de CO2 appropriées et, finalement, où se trouve la demande de gaz naturel renouvelable", explique Martin Rüdisüli du département Systèmes énergétiques urbains de l'Empa. Avec les conditions géologiques, qui sont étudiées par l'Université de Berne, et les conditions économiques limites, qui sont élaborées par l'OST, une carte des sites possibles pour l'application de la technologie "Underground Sun Conversion" doit être créée.

Martin Rüdisüli estime que cette technologie est prometteuse. En particulier parce que, outre la méthanisation biologique, elle apporte également une réponse au problème du stockage saisonnier : "Même avec une forte augmentation de la production de méthane, il ne serait pas nécessaire d'étendre l'infrastructure de stockage en surface grâce aux installations de stockage naturel à l'intérieur de la terre", explique-t-il.

Sur la voie de la décarbonisation de notre système énergétique
La volatilité des sources d'énergie renouvelables est l'un des grands défis de la transition énergétique. En hiver, nous avons trop peu d'électricité renouvelable, en été trop. Dans une étude antérieure sur le potentiel de la technologie "power-to-gas" – c'est-à-dire la transformation de l'électricité renouvelable en vecteurs énergétiques chimiques tels que l'hydrogène ou le méthane – en Suisse, le chercheur de l'Empa Martin Rüdisüli a prédit un excédent d'une bonne dizaine de TWh d'électricité solaire en Suisse au cours des prochaines décennies – en supposant qu'une grande partie des surfaces de toit appropriées soient développées avec le photovoltaïque, ce qui est à son tour nécessaire si l'on veut remplacer l'électricité nucléaire. Si l'électricité excédentaire est transformée en méthane en été, cela permettrait de faire fonctionner toute l'année environ un million de véhicules à gaz sur une base d'énergie renouvelable. "La conversion de l'électricité renouvelable en sources d'énergie stockables en fonction des saisons est un pilier important d'un système énergétique décarboné", explique Martin Rüdisüli. Les résultats de cette étude antérieure "power-to-gas" servent également de base au projet actuel, où ils sont maintenant affinés en fonction des conditions limites technico-économiques de la technologie "Underground Sun Conversion".

Texte : Empa

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