La méthanation permet de produire du méthane de synthèse qui peut être injecté dans les gazoducs. Ici, un manomètre indiquant la pression à l’intérieur d’une canalisation gazière. (©TIGF)
La méthanation est un procédé chimique qui convertit le dioxyde de carbone (CO₂) et l'hydrogène (H₂) en méthane (CH₄) à travers une réaction catalytique. Ce processus est utilisé pour produire du gaz naturel synthétique, permettant notamment de valoriser le CO₂ tout en générant une source d'énergie renouvelable.
Production de méthane de synthèse
La méthanation est un procédé industriel consistant à faire réagir du dioxyde de carbone (CO2) ou du monoxyde de carbone (CO) avec du dihydrogène (H2, communément appelé « hydrogène ») afin de produire du méthane (CH4)(1).
On appelle aussi ce gaz de synthèse e-méthane.
La méthanation est un procédé chimique transformant le CO₂ et l'H₂ en méthane, tandis que la méthanisation est un processus biologique décomposant la matière organique en biogaz par des micro-organismes en l'absence d'oxygène.
Applications
Le méthane de synthèse peut, tout comme le méthane « fossile », être injecté dans les réseaux gaziers et être transformé en chaleur, en carburant, voire à nouveau en électricité.
Ce procédé est actuellement principalement utilisé lors de la synthèse de l’ammoniac pour éliminer le monoxyde et le dioxyde de carbone en les valorisant.
La méthanation permet également de valoriser du « syngas », mélange d’hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone que l’on obtient notamment par gazéification du charbon.
La production aléatoire de filières électriques intermittentes (photovoltaïque, éolien) pourrait également être valorisée grâce à ce procédé. Pour éviter que leur production électrique soit « fatale » lorsqu’elle ne répond pas à une demande simultanée sur le réseau, elle peut être utilisée pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau (Power-to-gas). L’hydrogène peut alors lui-même être associé à du dioxyde de carbone pour générer du méthane de synthèse.
Dans le futur, les progrès des catalyseurs nécessaires à la méthanation devraient permettre une production de méthane à plus grande échelle.
Démonstrateur dans l'Oise
En juillet 2022, du méthane de synthèse a été injecté pour la première fois en France dans le réseau de distribution de gaz depuis un démonstrateur installé au côté d'un site de méthanisation agricole dans l'Oise. C'est une étape jugée importante pour l'essor de ce type de gaz renouvelable.
Tiré d'un processus dit de "méthanation", ce gaz est issu de l'association d'hydrogène, produit par électrolyse de l'eau, et du CO2 issu du méthaniseur, qui jusqu'ici partait dans l'atmosphère.
Aujourd'hui, les déchets organiques qui fermentent dans les méthaniseurs permettent de dégager du méthane, injecté dans les réseaux. Mais ils dégagent aussi du CO2. Pour ses promoteurs, dont GRDF et Engie, ce nouveau gaz issu de la "méthanation" permettrait "sur un site de méthanisation de maximiser pour une même quantité d'intrants la production finale de gaz verts et de réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2)".
Selon les acteurs du gaz, sur un potentiel de production de gaz renouvelables en France estimé à 420 TWh à horizon 2050, 50 TWh pourraient être produits par méthanation. La filière espère le démarrage d'une dizaine de projets à horizon 2025. Ce chiffre pourrait être d'une soixantaine de projets en 2030 (soit 2 TWh), si réglementation et mécanisme de soutien sont en place, indique-t-elle.
Projet Jupiter 1000
À Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône), le projet « Jupiter 1000 », développé par GRTgaz en coopération avec RTE, Atmostat, Terega et d’autres partenaires(2), vise par exemple à tester un démonstrateur intégrant power-to-gas et méthanation. L’association négaWatt considère ces procédés « comme des clés de voûte incontournables des systèmes énergétiques de demain »(3), la méthanation émergeant dans ses scénarios comme la troisième source de « gaz renouvelable » avec la gazéification et la méthanisation(4).
Ils ont pour la première fois injecté du gaz dans le réseau en juillet 2022.
