Pour venir à Werlte, commune allemande de 10 000 habitants nichée au cœur des forêts du land de Basse-Saxe, il faut une bonne raison. C’est le constructeur automobile allemand Audi qui l’a fournie. En 2010, il y a installé la première usine industrielle « power-to-gas », qui produit du méthane de synthèse décarboné à partir de dioxyde de carbone (CO2) et d’hydrogène vert. Une fois injecté dans le réseau de gaz allemand, ce gaz vert servira à compenser les émissions de CO2 de ses véhicules hybrides gaz-essence de la gamme g-tron. Pourquoi ici ? Parce que Werlte dispose d’une importante installation de méthanisation (45 000 tonnes de déchets traitées produisant 40 à 44 gigawattheures d’énergie par an) qui fournit le CO2 nécessaire à la production par méthanation de gaz vert.
À Werlte, un champ d’éoliennes fournit l’électricité d’origine renouvelable indispensable à la production par électrolyse de l’eau de l’hydrogène vert. L’odeur des déchets en décomposition, sensible dès l’arrivée sur le site de méthanisation, s’oublie vite. L’attention est captée par une colonne métallique et des tuyaux implantés à l’entrée du terrain de 10 000 mètres carrés. Il s’agit de l’installation de séparation du CO2 présent en surplus (30 %) dans le biométhane produit à côté, par lavage avec une solution aqueuse d’amine. Près de 350 mètres cubes par heure de CO2 sont captés, le reste est rejeté dans l’air.
1 000 tonnes d’e-gas par an
La production de dihydrogène (H2) vert se déroule dans le grand bâtiment blanc. « C’est le hall des électrolyseurs », commente Hermann Pengg, le directeur du département e-fuels et analyse du cycle de vie d’Audi. Trois électrolyseurs alcalins atmosphériques Enertrag Hytec de 2 mégawatts produisent 1 300 mètres cubes par heure d’hydrogène. L’oxygène généré durant l’opération et rejeté dans l’air représente l’équivalent de la respiration de 4 hectares de forêt. Le dihydrogène, lui, est stocké dans un réservoir d’Air liquide pendant environ une heure avant l’étape de méthanation. Celle-ci consiste à associer par catalyse 4 molécules de H2 avec une molécule de CO2 en utilisant la réaction décrite par Paul Sabatier en 1905. À la sortie du réacteur, on obtient du méthane de synthèse (CH4) et de l’eau (H2O) à 350 °C, la réaction étant exothermique. Cette chaleur est utilisée pour la régénération de la solution aqueuse d’amine utilisée dans le procédé de captage de CO2 du biométhane en début de processus. L’efficacité du réacteur de méthanation, qui baigne dans du sel fondu, est de 82 %.
L’usine power-to-gas d’Audi a été conçue et installée par Etogas, une spin-off du Center for solar energy and hydrogen research Bade-Wurtemberg, dont Hermann Pengg était l’un des quatre cofondateurs avant d’intégrer l’équipe d’Audi. Le site fonctionne depuis 2013. Il capte jusqu’à 2 800 tonnes de CO2 et produit 325 mètres cubes par heure de méthane de synthèse, soit 1 000 tonnes d’e-gas par an. Cela permet de compenser les émissions de CO2 de 1 500 modèles d’Audi g-tron parcourant 15 000 kilomètres par an, explique le constructeur. Automatique à 100 %, l’usine est supervisée 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 par quatre personnes. Elle fonctionne en moyenne 4 000 heures par an, car elle ne produit que lorsqu’il y a du vent ou de l’électricité renouvelable en surplus à bas coût sur le réseau, le plus souvent la nuit et le week-end. Pour Audi, l’opération n’est pas vraiment rentable. « Jusqu’à il y a peu, nous vendions l’e-gas que nous réinjectons dans le réseau au prix du gaz fossile, ce qui est ridicule. Depuis peu, on peut le vendre comme du biogaz, soit un tout petit peu plus cher », observe Hermann Pengg. Mais Audi veut montrer l’exemple.
