Objectif Terre

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Méthane éolien et solaire: quand le power-to-gas deviendra-t-il compétitif ?

Publié par Objectif Terre sur 30 Décembre 2013, 15:44pm

Catégories : #Stockage de l'énergie


            
Produire du méthane à partir d'énergie solaire ou éolienne est très excitant intellectuellement, car cela permet de résoudre bien des problèmes de stockage et de transport de l'énergie. Mais qu'en est-il sur le plan économique ?

Le prix du gaz sur le marché est d'environ 30 €/MWh en France, et 10€/MWh aux USA, grâce au développement du gaz de schiste. Aux USA, le prix pourrait remonter un peu dans les années à venir, pour sans doute se stabiliser vers les 20€/MWh. Concernant la compétitivité vis à vis du pétrole: le litre de pétrole brut coûte environ 0.4 à 0,5 euro aujourd'hui. Ce qui fait entre 35 et 43€/MWh  (1 kilo de pétrole = 11,6 kWh).

Supposons dans un premier temps une situation idéale, avec un rendement Power-to-gas (P2G) de 100% et un montant d'investissement P2G nul. Le méthane P2G serait alors produit au prix de l'électricité. Pour qu'il soit compétitif avec le gaz naturel du marché, il faudrait alors, en France, un prix de l'électricité de 30€/MWh. Le coût de production du MWh nucléaire historique est de 50€, celui de l'éolien terrestre est de l'ordre de 70 €, celui du grand solaire PV de 90€ et celui du nucléaire EPR de 110 €. Seul le MWh grand-hydroélectrique ferait éventuellement l'affaire.

    Or le rendement P2G n'est pas de 100% mais plutôt de l'ordre de 50% (et peut-être de 75% d'ici quelques années). Il faudrait donc un MWh électrique à 15 € (en France) pour que l'équation économique tienne la route.

        De plus l'investissement P2G n'est pas nul mais au contraire de 1 €/Watt aujourd'hui (comme l'éolien terrestre).

On objectera que le P2G pourrait servir uniquement durant les pics éoliens ou solaires, à un prix de l'électricité entre 0 et 20 €/MWh sur le marché. OK, mais  cela signifie alors que le système PEG sert moins de 500 heures par an. Or pour que l'investissement P2G soit rentable, il faut le faire fonctionner davantage que 500 heures par an (idem pour l'éolien), sinon c'est ruineux, cela n'a tout simplement aucun sens sur le plan économique.

Conclusion: ce n'est pas demain que le P2G deviendra rentable vis à vis du gaz naturel et du pétrole, sauf peut-être avec l'électricité délivrée par les grands projets hydroélectriques de type Grand Inga sur le fleuve Congo ou Belo Monte au Brésil. Pour passer à de très hauts niveaux d'éolien et de solaire en Europe les grands réseaux électriques HVDC couplés à l'hydro modulable (Norvège, Alpes) sont la seule solution économiquement acceptable aujourd'hui. Pour une alliance hydro-éolienne entre la France et la Norvège !
http://objectifterre.over-blog.org/article-pour-une-alliance-hydro-eolienne-entre-la-france-et-la-norvege-113214852.html

Le kWh nucléaire nocturne en surplus est très bon marché. Avec 6 heures sur 24, peut être que l'équation économique du P2G peut devenir pertinente (les capacités P2G en place permettraient alors de gèrer les pics de production solaire ou éolien durant la journée): 
« Nous allons utiliser le surplus de l’énergie issu du nucléaire, aujourd’hui largement gaspillé la nuit, pour aider à financer la sortie du nucléaire et nous utiliserons le CO2 généré par la combustion des déchets, de la biomasse et issu des aciéries et des cimenteries pour générer du méthane. »
http://www.corinnelepage.eu/le-projet-volt-gaz-volt-une-solution-pour-la-transition-energetique/
"Le coût de l’électricité produite via le procédé VGV est actuellement de 23 centimes d’euros le kilowatt/heure mais en 2016, il devrait pouvoir être ramené à 8 centimes, ce qui la rend compétitive face aux 7 centimes de éolien, 10 centimes du photovoltaïque, et des 6 à 10 centimes du nucléaire, a assuré Lepage. «On part sur des surplus d’électricité qui seraient perdu et qui ne valent rien», a-t-elle insisté."
http://www.liberation.fr/economie/2013/05/30/corinne-lepage-veut-transformer-l-electricite-en-gaz_906832
C'est pas clair dans cet article de Libération: est-il question de kWh électrique ou gaz ? Cela n'a strictement rien à voir !
 "Les coûts actuels de production sont élevés -environ 25 centimes d’euro par kWh de gaz produit. L’objectif est de faire tomber le coût à environ 8 centimes d’euro par kWh en 2018. "
http://www.plein-soleil.info/actualites/corine-lepage-lance-vgv-volt-gaz-volt-la-solution-a-lintermittence-des-energies-renouvelables/
  
   

Olivier Daniélo


Lire aussi:

250 €/MWh


"Les investissements dans un tel dispositif sont estimés à environ 2000 €/kW à l’échelle d’un démonstrateur, et pourraient être divisés par deux pour des installations futures plus importantes (entre 20 et 200 MW). La Direction Recherche et Innovation de GDF SUEZ, lance même le défi de réduire par 5 les coûts d’investissement portant sur les électrolyseurs."
http://energie.sia-partners.com/20131024/le-power-to-gas-peut-il-resoudre-le-probleme-de-lintermittence-des-energies-renouvelables/

"At demo scale – investment cost found to be:
2000 €/kWe. Covering electrolyzer, methanation, civil work, compression,
power electronics, piping, civil construction and control systems.
System efficiency for Power to gas (methane) to day – 60%
Future investment cost for 20 – 200 MW plants might drop to 1000 €/kW (7500 kr/kW) -
efficiency 65 – 68% - maybe 75 - 80% by use of the SOEC technology.
Quote: Basic concept of Renewable Power Methane, M. Sterner 2009"
"With Energistyrelsens expectations for the development in power prices (5,3 c/kWh in
2030) and 75% system efficieny, 8000 operating hours/year - the Capex for "green
methane" must drop to a level  below 1000 €/kW before economic balance. (Report from DOE indicate achievable Capex for SOEC at a level of 300 – 400 €/kW)"
"Transporting electricity is 20 times more expensive than transporting the same amount
of energy via a gas pipeline (according to Marcogas). A 80 bar pipeline with a diameter
of 120 cm can move 20 times as much energy as a 380 kV overhead power cable
(E.ON Ruhrgas). The pipeline is invisible."
http://indico.conferences.dtu.dk/getFile.py/access?resId=9&materialId=slides&confId=131 

Prix TTC du gaz:


http://prix-gaz.fr/faq/prix-megawattheure 

Carburants pétroliers:


http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/structuration-des-prix-de-l-essence-et-du-gazole-france

Lire aussi:
http://energytransition.de/2013/06/power-to-gas-competitiveness/

NB -
> Biogaz (méthanisation): 50€/MWh thermique (presque le double du prix du gaz naturel)
http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=25003
(problème: les ressources méthanisables sont limitées)
> Microalgues: 5 à 10 euros le litre (c'est à dire 430 à 860€/MWh)
http://www.lepoint.fr/auto-addict/innovations/carburant-l-algue-marine-prometteuse-18-10-2012-1518410_652.php
> Comme démontré par les études sur le sujet, la voiture électrique alimentée en électricité éolienne ou solaire PV c'est très rentable, très compétitif vis à vis des voitures à pétrole. Problème: les gens ne veulent pas payer l'abonnement d'une batterie et ne veulent pas d'une voiture à autonomie réduite...

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