Une étude sur la synergie des réseaux électriques, de gaz et de chaleur

L’objet de cette étude est d’évaluer les opportunités offertes par une production d’électricité à fort taux renouvelable pour décarboner les systèmes gaz et chaleur.

Les calculs ont été réalisés à l’aide de Artelys Crystal Super Grid, dont les fonctions avancées (modélisation multi-énergie, optimisation des investissements, déport de calcul sur infrastructure de haute performance) ont permis une représentation détaillée du système électrique et de ses synergies avec les vecteurs gaz et chaleur.

L’étude repose ainsi sur une optimisation du mix électrique (production, stockage, réseau) et de sa capacité à produire du gaz de synthèse (par électrolyse et méthanation) et de la chaleur (par des pompes à chaleur et résistances) à injecter sur les réseaux. Simultanément à cette optimisation, la gestion de l’équilibre offre-demande électrique est simulée au pas de temps horaire sur un an, à une maille géographique correspondant aux anciennes régions administratives françaises.

L’étude illustre qu’à l’horizon 2050 et dans l’hypothèse d’un parc électrique 100% EnR, l’intérêt économique de la décarbonation des secteurs gaz et chaleur par les EnR électriques dépend principalement du prix du CO2 : si à un niveau de 100 €/t CO2 les débouchés rentables sont la chaleur et l’hydrogène, à des prix du CO2 supérieurs (à partir de 300 €/tCO2) il devient intéressant de produire du méthane de synthèse à partir d’électricité renouvelable pour remplacer du gaz fossile carboné.