Verdir le gaz

Verdir le gaz

Le Comité de prospective de la Commission de régulation de l’énergie (CRE) rassemble les acteurs majeurs du monde industriel, économique et universitaire pour penser les transformations du secteur de l’énergie dans le contexte de lutte contre le changement climatique. Le gaz vert en est un exemple.

L’ambition de ce comité créé en 2017 est d’éclairer les acteurs de l’énergie et, au-delà, les responsables politiques et économiques. Sous l’impulsion de Jean-François Carenco, président de la CRE, cette communauté de travail planche ainsi sur l’avenir à 10, 20, 30 ans de notre système énergétique.

Trois groupes de travail
Le premier groupe traite du mix énergétique, et est présidé par Olivier Appert, membre de l’Académie des technologies et par Philippe Mauguin, Président directeur général de l’Inra.
Les travaux du second groupe de travail portent sur l’évolution des réseaux et du système énergétique à l’horizon 2030. Il est présidé par Frédéric Gonand, Professeur d’économie à l’Université Paris-Dauphine et par Bernard Boucault, Préfet honoraire.
Le troisième se consacre aux consommateurs, il est présidé par Cécile Maisonneuve, Présidente de la fabrique de la cité et par Fabien Choné, vice-président de l’Anode.
En 2018, la saison 1 du Comité de prospective de la Commission de régulation de l’énergie s’est consacrée à trois thèmes : la mobilité décarbonnée, la révolution du stockage et l’adaptation du consommateur d’énergie aux données numériques.
En novembre dernier s’est ouverte la saison 2 avec pour fil rouge la décentralisation et l’implication locale dans la transition énergétique. Trois rapports sont programmés :
• le verdissement du gaz et ses usages ;
• les nouvelles dynamiques locales du système énergétique ;
• donner un sens aux données du consommateur.
Le 9 juillet dernier, le Comité de prospective de la CRE a restitué les travaux du groupe sur le mix énergétique avec la présentation de son rapport sur le gaz vert à la jonction entre les secteurs de l’énergie et le monde agricole.

Le gaz vert : un effet de mode ou une nécessité
Les objectifs de verdir 10 % de la consommation française de gaz en 2030 sont-ils réalistes ? Grâce à la dynamique et au nombre de projets engagés, les premiers résultats pour le bien commun, les secteurs de l’énergie et de l’agriculture confortent un scénario réaliste du développement de la filière pour 2030.
L’évaluation des ressources disponibles et mobilisables est cohérente avec l’objectif de production soit 39 à 42 TWh (unité de mesure d’énergie) fixé par la loi de Transition énergétique.
De plus le développement massif de la filière permet d’envisager une baisse significative, de l’ordre de 30 à 60 €/MWh, des coûts de production qui se situent actuellement entre 90 et 120 €/MWh.
Le modèle économique de la méthanisation qui est la technologie la plus mature prend tout son sens à condition d’intégrer les coûts évités de l’ordre de 40 à 70 €/MWh dont les plus gros postes sont les suivants :
• Pour l’intérêt public :
– diminution des émissions de gaz à effet de serre ;
– limitation de la pollution des eaux ;
– réduction des coûts de traitement des déchets ;
– développement économique local et création d’emplois.
• Pour le consommateur d’énergie :
– production d’une énergie durable, non variable et stockable ;
– rentabilisation des réseaux de gaz existants.
• Pour le secteur agricole :
– amélioration du bilan environnemental du secteur agricole à savoir diminution du recours aux engrais minéraux azotés ;
– valorisation des digestats, c’est-à-dire des résidus du procédé de méthanisation ;
– développement des cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE), c’est-à-dire, notamment, préservation de la biodiversité, diminution de la pollution par les nitrates, etc.

Méthode pour verdir le gaz
La méthanisation est aujourd’hui la technologie la plus prometteuse, avec plus de 700 unités en fonctionnement en France et plus de 10 000 en Allemagne. La filière connaît un développement rapide, soutenu aujourd’hui par les pouvoirs publics, notamment dans le cadre des tarifs d’achat. Ce soutien est justifié par les avantages de la méthanisation, non seulement pour le climat et l’indépendance énergétique de la France, mais aussi pour le développement des territoires où les installations de méthanisation initient des dynamiques d’économie circulaire, d’agroécologie et de traitement de déchets, en particulier au profit du monde agricole.
Le gisement de ressources disponibles permet d’anticiper un développement réel de la filière, qui rend à tout le moins réaliste l’objectif, fixé par le législateur en 2015, de 10 % de gaz renouvelables consommés en 2030. Son coût de production, aujourd’hui entre 90 et 120 €/MWh, reste néanmoins élevé par rapport au prix du gaz naturel importé (environ 25 €/MWh, hors prix du CO2), ce qui pourrait avoir un impact sur les consommateurs et notamment les industries gazo-intensives. Ce qui rend indispensable la réduction des coûts de production et la prise en compte des externalités positives, notamment pour l’environnement, les agriculteurs et les territoires.
• La méthanisation, la pyrogazéification et le Power-To-gas
Le procédé de la méthanisation consiste à produire du biogaz par digestion anaérobie de substrats organiques fermentescibles (effluents d’élevage, résidus de culture ou des industries agroalimentaires, etc.). Le biogaz ainsi produit peut être ensuite épuré en biométhane injectable dans les réseaux de distribution ou de transport de gaz naturel ;
Les deux autres méthodes, la pyrogazéification et le Power-To-gas sont moins matures, mais pourraient représenter, à l’avenir, un relais de développement pour le « gaz vert ». Plusieurs installations pilotes de pyrogazéification vont permettre de tester, dans les dix prochaines années, le potentiel de cette filière, en produisant de l’énergie à partir de ressources de type déchets.
Les technologies de power-To-gas sont encore plus prospectives, mais présentent des atouts pour le système énergétique dans son ensemble, en permettant en particulier une meilleure intégration des énergies renouvelables dans le système énergétique.
– La pyrogazéification consiste à produire, à partir de matière carbonée (biomasse sèche ou combustible solides de récupération), un gaz de synthèse (syngas), qui peut ensuite éventuellement être épuré et transformé en gaz injectable (méthanation) ;
– La technologie du power-To-gas renouvelable consiste à convertir de l’électricité verte en produisant de l’hydrogène par électrolyse de l’eau. Cet hydrogène peut être utilisé en tant que tel ou être converti en méthane, par combinaison avec du dioxyde de carbone (méthanation).

En Europe
Les multiples avantages de la méthanisation, que ce soit pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre, le développement rural, l’économie circulaire ou les préoccupations de souveraineté énergétique, sont susceptibles d’intéresser des gouvernements du monde entier.
Alors que l’Europe est déjà le leader mondial de la filière, à raison de 15 TWh produits par an, plusieurs pays européens se sont résolument engagés dans la voie de la méthanisation. Dix-neuf pays affichent aujourd’hui des objectifs de développement de la filière. L’Allemagne, le Royaume-Uni, l’Italie sont parmi les États où la filière est la plus développée et qui ont mis en œuvre des politiques volontaristes de soutien.
• L’Allemagne est, de loin, le pays le plus engagé : 9,8 TWh de biométhane y ont été produits en 2017, soit le tiers de la production mondiale. Cela résulte d’une politique ambitieuse de soutien, incarnée par la loi sur les énergies renouvelables (Erneuerbare Energien Gesetz – EEG) de 2000, qui a mis en place des tarifs d’achat élevés sur vingt ans, pour un usage principal de cogénération, et non d’injection dans les réseaux de gaz naturel. Le parti pris allemand a dans un premier temps consisté à encourager les cultures énergétiques dédiées, au risque d’effets notables sur le modèle agricole allemand. En réaction, le gouvernement a réformé la loi EEG en 2012 et 2014 (EEG 2.0), en supprimant plusieurs des bonus associés à la méthanisation, en particulier celui associé aux cultures énergétiques.
Depuis 2017, le système de soutien est basé sur les enchères. Cette réforme a conduit la filière à une nette décélération. Le nouveau système ne permet plus de rentabiliser de nouvelles unités, sauf de petites unités sur certains déchets agricoles. Aujourd’hui, l’Allemagne n’envisage plus d’accroître sa production de gaz renouvelable à partir de méthanisation.
• Le Royaume-Uni est le deuxième producteur européen de biométhane, avec 3 TWh produits par 85 méthaniseurs en 2017. Là encore, le développement rapide de la filière a résulté d’une politique ambitieuse de tarifs d’achat, la Renewable Heat Initiative (RHI), qui explique la croissance de la filière alors que le territoire britannique ne comptait qu’une seule installation en 2011. La réforme de la RHI en 2018 a augmenté le tarif d’achat, et les investisseurs prévoient la création de 150 unités d’ici 2020, soit un investissement de plus de 455 M£. Le gouvernement britannique a également imposé un plafond sur l’utilisation de cultures énergétiques et réformé son soutien aux biocarburants, en incluant le biométhane.
• L’Italie, en comptant encore peu d’unités aujourd’hui, est amenée à devenir un des principaux producteurs de bioGNV.
Dans le cadre de l’application du décret biométhane de mars 2018, le gouvernement italien s’est engagé à investir 4,8 Md€ dans la filière sur cinq ans, pour un objectif affiché d’environ 11 TWh/an de biométhane avancé d’ici 2030, afin de devenir le premier marché bioGNV européen.
• La Suède, le Danemark et les Pays-Bas ont investi le marché, avec des politiques publiques volontaristes, notamment pour augmenter la production de biocarburants.

Dans le monde
À l’échelle mondiale, plus de 1 000 unités de production seront en activité d’ici 2020-2021, dans 34 pays, contre seulement 720 fin 2017.
• Aux États-Unis, l’essor de la filière a commencé en 2014, grâce au Renewable Fuel Standard. Le dispositif américain consiste à déterminer un volume annuel obligatoire de biocarburant que les distributeurs sont obligés d’atteindre (Renewable Volume Obligation), avec un marché de certificats (Renewable Identification Number) et des tarifs très attractifs pour le biométhane. Ce soutien public, particulièrement sécurisé pour les producteurs, a été maintenu par l’administration du président Trump. Il est complété par des soutiens au niveau des états, dont le LCFS californien (Low Carbon Fuel Standard). C’est aujourd’hui une filière en plein essor. Les États-Unis sont devenus le premier producteur mondial pour l’usage transport et devraient devenir, à brève échéance, le premier producteur mondial de biométhane.
• Le gouvernement chinois regarde aussi le biométhane comme un instrument stratégique de sa politique énergétique et de réduction des déchets. Premier marché mondial du biogaz, la Chine comptait 40 unités injectant sur le réseau fin 2017. En 2015, 200 projets de démonstration à grande échelle de biométhane ont été lancés dans 160 municipalités. En 2018-2019 a été décidée une politique d’industrialisation de la filière en trois phases, de 2020 à 2030, avec des objectifs extrêmement ambitieux. La stratégie chinoise se caractérise par le gigantisme de ses projets et son ambition de développement de cultures énergétiques : six aires territoriales ont d’ores et déjà été sélectionnées par l’État comme de futurs « champs de biométhane », avec des productions animalières et céréalières.
• En Inde, enfin, le gaz vert est amené à se développer comme une solution au problème des déchets et à la dépendance énergétique du pays. Dans le cadre de la politique nationale sur les biocarburants (mai 2018) et de l’initiative Satat (octobre 2018), l’objectif de 5 000 unités de bioGNV a été fixé d’ici 2025, produisant plus du tiers de la consommation totale de gaz du pays, via des tarifs d’achat par les compagnies pétrolières garantis sur 10 ans.