ENERGIES RENOUVELABLES

Energies renouvelables émergentes : de la recherche à la filière industrielle

Par ENGIE - 30 décembre 2020 - 17:30

Biogaz, biométhane, méthane de synthèse, éolien flottant, hydrogène vert… Ces énergies renouvelables sont aujourd’hui moins développées que leur homologues solaire, éolien terrestre ou encore hydroélectricité.

Émergentes, elles font l’objet d’importants investissements dans la recherche et développement de la part du Groupe afin de créer une filière industrielle alignée avec nos objectifs de neutralité carbone.

 

La R&D, clé de l’émergence des nouvelles énergies renouvelables 

Selon l'Agence Internationale de l'Énergie, les trois quarts de l'effort de réduction des émissions de gaz à effet de serre devront provenir de technologies non matures1. L’enjeu de la recherche et du développement dans ces « nouveaux » renouvelables est donc crucial. Chaque année, ce sont 190 millions d’euros de R&D dépensés par le Groupe et plus de 900 chercheurs mobilisés. Les gaz verts et technologies d'électricité verte, deux essentiels à la décarbonation de notre système énergétique sont au centre des attentions de nos centres de R&D corporate. Chacune de ces ressources est envisagée comme une solution énergétique globale, fiable, durable et rentable pour nos clients.
 

« Il est crucial de travailler sur une variété de technologies liées à la production, au transport, au stockage et à l'utilisation de l'énergie. » 
Dr. Jan Mertens, Directeur scientifique, ENGIE RESEARCH (Rapport Emerging Sustainable Technologies)


Biogaz et biométhane, objectif 100 % de gaz verts

Biogaz et biométhane figurent parmi les solutions ciblées par la France et l’Europe pour décarboner. ENGIE compte être à la hauteur des ambitions, tant en termes technologiques que dans la mise en œuvre de la filière industrielle. 
Concernant le biométhane, le Groupe s’est déjà engagé à mobiliser 800 millions d’euros d’investissements entre 2018 et 2023, et envisage de porter ce montant à 2 milliards d’euros d’ici à 2030. Objectif : produire 5 TWh de biométhane, soit la consommation annuelle de 400 000 foyers en gaz. Là encore, cette nouvelle filière sera rendue viable par l’abaissement des coûts de production de 30 % d’ici à 2030. Côté réalisations, notre projet GAYA à Saint-Fons dans le Rhône, utilise déjà les déchets solides non recyclables comme matière première pour produire du gaz vert par pyrogazéification2. Ces avancées scientifiques majeures ouvrent la possibilité de valoriser ce type de déchets en développant de nouvelles filières industrielles.

 

Le vent nouveau de l’éolien en mer flottant 

L’éolien en mer flottant en est encore à ses balbutiements. Des premiers parcs commencent à voir le jour comme WindFloat Atlantic au Portugal ou les éoliennes flottantes du golfe du Lion installées au large de Leucate Le Barcarès à l’horizon 2022. Cette technologie apparaît très prometteuse. Son principe ? Des éoliennes posées sur des structures flottantes de 20 à 25 mètres, sont tractées au large des côtes par bateau. Là, à une distance de 15 à 22 km, elles bénéficient à plein de la force des vents maritimes. Un unique câble sous-marin relié à la terre y achemine l’électricité produite. L’éolien en mer flottant a de beaux jours devant lui. Il dispose d’un important potentiel d’installation, les éoliennes flottantes pouvant être installées sur des profondeurs de 50 à 200 mètres, alors que l’éolien offshore posé ne peut l’être au-delà de 50 mètres de profondeur.  ENGIE est aujourd’hui un acteur-clé du développement de l’éolien flottant avec Ocean Winds, sa joint-venture opérant en Europe et aux États-Unis


L’hydrogène vert, les conditions du décollage

ENGIE ambitionne de devenir le leader de l’hydrogène renouvelable, produit à grande échelle à partir d’énergies renouvelables (éolien, solaire, hydroélectricité…). Doté d’un important potentiel de décarbonation3, il fait l’objet d’investissements massifs afin de le rendre aussi compétitif que l’hydrogène gris, produit à partir de combustibles fossiles. Une baisse des coûts de production sera possible grâce à la mise en place d’une filière industrielle et l’amélioration des techniques de production, un mouvement soutenu par les pouvoirs publics français en lien avec la transition énergétique. 

 

L’hydrogène vert, clé de décarbonation des usages

Son développement implique la maitrise de toute la chaîne de valeur, de sa production par électrolyse de l’eau jusqu’à ses applications dans l’industrie, les transports, et le stockage de l’énergie verte. Deux voies sont actuellement développées pour y parvenir : la production industrielle sur site, afin de donner à nos clients la possibilité de l’exploiter directement, et la conversion hydrocarbures comme par exemple le méthane de synthèse (combiné avec du dioxyde de carbone), afin de le stocker. 
Avec le producteur mondial d’engrais Yara, nous allons ainsi convertir l’usine Yuri en Australie pour produire de l’ammoniac grâce à de l’hydrogène renouvelable, sa matière première. Ce projet, déployé sur 5 ans, fera de Yuri une des plus grandes usines d’ammoniac renouvelable.
Par ailleurs, ENGIE développe, via sa filiale Storengy, la technologie Power-to-Gas qui consiste notamment à produire de l’hydrogène ou méthane de synthèse à partir de surplus d’électricité renouvelable, de le stocker, puis de le réinjecter dans le réseau de gaz naturel à la demande de nos clients. Le Power-to-Gas a été testé sur le terrain avec succès entre 2018 et 2020 dans le nord de la France, dans le cadre de notre Projet GRHYD. Nous avons réussi l’injection d’une part variable de 0 à 20 % d’hydrogène dans le réseau de distribution de gaz d’un lotissement de la Communauté Urbaine de Dunkerque, pour en décarboner le gaz. 
 

L’essor de l’hydrogène vert dans les transports

 

ENR transportsLe déploiement industriel de l’hydrogène vert est prévu pour 2025 et ENGIE se positionne d’emblée grâce à plusieurs projets expérimentaux menés en France et dans le monde sur la mobilité lourde (poids lourds, trains, navires) et intensive (véhicules utilitaires par exemple). Ainsi, depuis 2019, les bus à hydrogène de Pau, dans les Pyrénées-Atlantiques, sont alimentés par la première station de recharge d’hydrogène pour bus en France et produit à partir de renouvelables locales. Début 2020, ENGIE a ravitaillé le premier train à hydrogène renouvelable aux Pays-Bas, un essai pilote qui pave le chemin vers un déploiement à plus grande échelle dans le ferroviaire. En Afrique du Sud, un partenariat avec le groupe minier Anglo American va aboutir à l’été 2021 à la création d’une chaîne d’approvisionnement pour alimenter un camion d’extraction minière à hydrogène. Une première appelée à se développer rapidement et sur plusieurs continents.

 

Enfin, ENGIE Lab CRIGEN mène également d’ambitieuses recherches afin de recourir à l’hydrogène renouvelable liquide pour décarboner la mobilité lourde, en commençant par le transport maritime, dont les fiouls lourds sont très émetteurs de gaz à effet de serre. En partenariat avec ArianeGroupe, ENGIE co-développe un liquéfacteur haute performance innovant. Un premier projet pilote en sera issu à partir de 2024, pour un déploiement dans les ports et aéroports à partir de 2030.

 

Tout un écosystème mobilisé pour la transition bas carbone

ENGIE est ainsi leader dans le développement des filières industrielles de production des énergies renouvelables émergentes, essentielles pour atteindre la neutralité carbone aux côtés des énergies renouvelables « matures ».


>> Pour en savoir plus sur notre stratégie en la matière, lire ENGIE fait le choix d’un mix énergétique renouvelable diversifié et complémentaire, et découvrez aussi notre édition 2020 de l’ENGIE Renewable Energy Sources Outlook. 
 

 

1. Energy Technology Perspectives, IEA, September 2020
2. Pyrogazéification : procédé consistant à porter des matières sèches à une température entre 400 et 1500 degrés Celsius en l’absence d’oxygène. Elles vont se décomposer en petites molécules parmi lesquelles on trouve notamment du méthane et de l’hydrogène. Ce processus naturel de fermentation des déchets peut servir à produire du biométhane ou de l’hydrogène.
3. La décarbonation désigne l’action d'enlever à une substance le dioxyde de carbone qu'elle contient.
 

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