Dans un projet de recherche commun de cinq centres de compétence suisses pour la recherche énergétique, des scientifiques de l'Institut Paul Scherrer PSI et leurs collègues ont préparé un livre blanc sur le « Power-to-X » pour examen par la Commission fédérale suisse pour la recherche sur l'énergie (CORE). L'objectif du livre blanc est de rassembler les informations les plus importantes disponibles sur les technologies Power-to-X. Entre autres, l'étude met en lumière les contributions que pourraient apporter à la stratégie énergétique de la Suisse différentes technologies basées sur la conversion et le stockage de diverses formes d'énergie. Les experts présentent les résultats de cette étude le 8 juillet à l'ETH Zurich.

La Suisse s'est fixé pour objectif de réduire drastiquement ses émissions directes de gaz à effet de serre. Selon sa Stratégie énergétique 2050, d'ici 2030, les émissions de gaz à effet de serre devraient diminuer de 50 % par rapport à 1990, et jusqu'à un maximum de 85 % d'ici 2050. Après 2050, l'approvisionnement énergétique de la Suisse doit être climatiquement neutre, C'est, sans émission de gaz à effet de serre comme le CO 2 . Une composante de l'effort pour atteindre cet objectif pourrait être ce que l'on appelle les techniques Power-to-X. Ici, l'électricité excédentaire provenant de nouvelles sources d'énergie renouvelables est utilisée pour produire, par conversion électrochimique, vecteurs énergétiques liquides ou gazeux comme l'hydrogène, méthane, ou du méthanol. Ceux-ci sont ensuite utilisés dans les secteurs de la consommation pour alimenter des véhicules ou pour générer à nouveau de la chaleur ou de l'électricité. L'avantage est que les sources d'énergie liquides ou gazeuses peuvent être stockées plus longtemps.

Dans le cadre de la Stratégie énergétique 2050, les techniques Power-to-X sont intéressantes car les nouvelles sources d'énergies renouvelables issues du photovoltaïque ou de l'éolien ne sont pas disponibles en continu, mais plutôt avec une intensité fluctuante. Pour compenser les phases de faible production d'énergie, l'énergie provenant des phases de production intensive devrait être temporairement stockée à l'aide de techniques Power-to-X. Ainsi, les processus Power-to-X peuvent contribuer à équilibrer l'offre et la demande d'énergie sur une plus longue période de temps, augmenter la flexibilité à court terme du réseau électrique grâce à une gestion intelligente de la charge, et créer des substituts aux combustibles fossiles ainsi que des matières premières pour l'industrie.

Une option de flexibilité et un lien entre production et consommation d'énergie

Des scientifiques de l'Institut Paul Scherrer PSI, avec des collègues de six autres universités et instituts de recherche suisses, ont amassé des informations détaillées sur divers aspects des technologies Power-to-X, y compris leur potentiel à contribuer à la Stratégie énergétique 2050, les défis auxquels chaque technologie est confrontée, et quels facteurs clés pourraient favoriser leur utilisation généralisée. Tom Kober, responsable du groupe Économie de l'énergie au PSI et l'un des principaux auteurs du livre blanc commandé par la Commission fédérale de la recherche sur l'énergie, résume l'un des constats :« Par rapport à d'autres nouvelles sources d'énergie renouvelables, il existe en Suisse un potentiel particulièrement élevé pour l'électricité d'origine solaire, ce qui fait du Power-to-X une option de flexibilité importante et un lien entre la production et la consommation d'énergie dans un environnement durable, faible teneur en CO 2 système énergétique."

Les contributions que le Power-to-X peut apporter dans les secteurs énergétiques individuels tels que les transports et le chauffage ou par la reconversion sont très différentes. Ainsi, la récupération d'électricité à partir de sources d'énergie telles que l'hydrogène ou le méthane produite avec les méthodes Power-to-X est actuellement encore très coûteuse. "Mais les coûts de ces processus dits Power-to-Power pourraient diminuer jusqu'à deux tiers d'ici 2030, grâce aux avancées technologiques et à l'expérience croissante de ces nouvelles technologies", Estimations de Kober. Reste à savoir dans quelle mesure les technologies Power-to-Power peuvent prévaloir sur les autres options de flexibilité du système électrique, notamment parce qu'elle dépend également de l'évolution du marché européen et des conditions qui en découlent pour le commerce extérieur de l'électricité de la Suisse.

L'intégration du système joue un rôle clé

Les carburants produits avec de l'électricité à partir de sources renouvelables dans les processus Power-to-X peuvent remplacer les combustibles fossiles tels que le mazout, gaz naturel, essence, et diesel, contribuant ainsi à réduire le CO 2 émissions. Mais cela ne sera économiquement viable que si des mécanismes d'incitation environnementale appropriés entrent en jeu. Les processus de conversion doivent être réalisés le plus efficacement possible, d'une part pour minimiser les coûts et d'autre part pour préserver les ressources. Cela a des implications non seulement pour la sélection des sites pour les centrales Power-to-X, mais aussi comment la technologie peut être intégrée dans différents marchés.

Par conséquent, l'étude conclut que, pour que le Power-to-X soit appliqué avec succès dans le cadre de la Stratégie énergétique 2050, it is essential to concentrate research and innovation on the optimal integration of Power-to-X into the overall energy system of Switzerland.

The white paper commissioned by the Swiss Federal Energy Research Commission (CORE) was prepared by the partners of five Swiss competence centres for energy research (SCCER) - Heat and Electricity Storage, BIOSWEET, CREST, FURIES, and Mobility—and financed by Innosuisse as well as the Swiss Federal Office of Energy (SFOE).

The researchers will present the results of the analyses for the white paper "Power-to-X:Perspectives in Switzerland" on July 8th at an event held at ETH Zurich.