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Dans un scénario à fort développement des énergies renouvelables (EnR) dans le mix électrique, le Power2X a deux principaux avantages : il offre des réponses pour gérer la variabilité de leur production, ou les stocker ; il permet également de remplacer les combustibles fossiles par l’électricité produite par les EnR. Utilisé en priorité dans les périodes où l’électricité produite par les EnR sera la plus abondante, le Power2X permet donc de valoriser une électricité renouvelable pour fournir de l’énergie (chaleur, gaz, hydrogène) à un prix qui peut être d’autant plus compétitif que le CO2 a un prix élevé.

A la base du concept de Power2Gas repose le principe d’électrolyse, laquelle transforme l’électricité en hydrogène selon la réaction de décomposition chimique de l’eau produite par un courant électrique en hydrogène et oxygène (2 H2O > 2 H2 + O2). Cet hydrogène peut être soit utilisé directement (usages pour la mobilité, industriels, injection dans le réseau de gaz, etc.), soit transformé en méthane (CH4 ; « gaz naturel ») selon une nouvelle réaction avec le CO2. Auquel cas, il y a besoin d’un composant appelé méthaneur.

En ce qui concerne la production de chaleur (power2heat), l’électricité est transformée en chaleur via des résistances ou des pompes à chaleur (comme dans les chauffe-eau) et peut alimenter des réseaux de chaleur urbains ou des besoins industriels.

Cette étude montre qu’à l’horizon 2050 et dans l’hypothèse d’un parc électrique à très forte proportion d’EnR (80% minimum), l’intérêt économique de la décarbonation par les EnR électriques dépend du prix du CO2 (ou du prix du gaz fossile) :

• A un niveau de 100 €/tCO2, les débouchés possibles sont la chaleur et l’hydrogène ;
• A des niveaux de taxation supérieurs (à partir de 300 €/tCO2), la principale valorisation est celle de production de méthane de synthèse : avec l’augmentation du prix du CO2, il devient plus intéressant de produire du gaz à partir d’électricité renouvelable pour remplacer du gaz fossile carboné

En fonction du montant de la taxe carbone mise en place à cet horizon de long terme, les débouchés potentiels théoriques du développement de ces technologies dans le contexte d’un mix électrique 100% EnR permettraient de:

• Couvrir plusieurs dizaines de % des besoins en gaz et en chaleur;
• Economiser plusieurs dizaines de millions de tonnes d’émissions de CO2 ;
• Mieux valoriser les ressources énergétiques variables en accroissant leurs débouchés et en diminuant les pertes d’EnR ;
• Stocker plusieurs dizaines de TWh d’électricité produite par les EnR dans le réseau de gaz naturel.

Le couplage entre les réseaux énergétiques (électricité, gaz, chaleur) permettra également de développer des synergies qui se traduiront par des gains techniques (réduction des pertes), économiques et environnementaux.