Les énergies renouvelables devraient progressivement remplacer le pétrole, le gaz naturel et le charbon ainsi que l’énergie nucléaire. Silent-Power AG a développé un système qui utilise le méthanol pour assurer l’approvisionnement énergétique dans le futur.
Andreas Walker
Approvisionnement énergétique décentralisé
Les centrales Econimo mesurent moins de deux mètres de hauteur et sont donc très discrètes. Elles produisent 30 kW de puissance électrique, 60 kW de chaleur et 25 kW de froid. Elles approvisionnement généralement un immeuble de dix à quinze appartements, un bâtiment scolaire, un supermarché, une maison de retraite, etc. Elles fonctionnent à pleine capacité en quelques secondes et produisent ainsi une précieuse énergie de pointe. Elles peuvent être utilisées à l’intérieur ou à l’extérieur des bâtiments et fonctionnent silencieusement et sans entretien. Les systèmes peuvent être surveillés et contrôlés à distance. Grâce à un contrôle intelligent, le système détecte s’il y a trop peu d’énergie électrique disponible dans le quartier (par exemple à la suite du passage d’un nuage et donc d’une réduction de la production photovoltaïque). Dans le centre de contrôle de Silent Power, le niveau de méthanol dans les appareils est automatiquement déterminé et le remplissage est commandé. Avec Econimo, l’électricité est produite et consommée localement, ce qui signifie que le réseau haute tension existant n’a pas besoin d’être développé.
La centrale nucléaire de Mühleberg a été mise hors réseau le 20 décembre 2019. Cela a augmenté la dépendance à court terme de la Suisse vis-à-vis des importations d’électricité, surtout en hiver. L’énergie hydraulique existante n’est pas suffisante pour couvrir toute la saison froide. Un été ou un automne sec signifie déjà que les niveaux d’eau dans les lacs de retenue sont bas et que les réserves d’eau sont donc insuffisantes et, en hiver, les précipitations dans les Alpes ont lieu sous forme de neige ; l’énergie hydraulique n’est donc à nouveau pleinement disponible qu’au printemps, avec la fonte des neiges. En raison de l’abandon progressif prévu du charbon et de l’énergie nucléaire dans les pays voisins de la Suisse, les importations d’électricité ne peuvent plus être considérées comme allant de soi à l’avenir.
En Suisse, avec une sortie de l’énergie nucléaire, un total de 25 TWh d’énergie devra être remplacé chaque année. L’énergie hydraulique, qui constitue l’épine dorsale de l’approvisionnement en électricité de la Suisse, ne peut être que peu développée. Il reste donc les sources d’énergie renouvelables que sont le photovoltaïque, l’éolien, la biomasse et la géothermie. Le photovoltaïque qui sera à l’avenir, en sus de l’énergie hydroélectrique, la source d’électricité renouvelable la plus importante et la plus susceptible de se développer, atteindra en été environ 70%. Des installations de stockage saisonnier sont donc indispensables.
Le concept énergétique de Silent-Power AG
Silent-Power AG, sous la direction du CEO Urs A. Weidmann, a développé un concept énergétique qui utilise le cycle du méthanol pour résoudre à la fois la production et le stockage de l’électricité. Ce concept énergétique vise à utiliser une source d’énergie pratiquement illimitée et neutre en CO2. Aujourd’hui, l’électricité est généralement encore produite dans une grande centrale électrique, puis livrée au consommateur final. Elle n’est donc pas produite à l’endroit et au moment où elle est nécessaire. C’est pourquoi l’approche de ce concept est basée sur le stockage de l’énergie. En principe, l’énergie disponible est suffisante. En revanche, la question du stockage et du transport de l’énergie depuis son lieu de production jusqu’au consommateur se pose. Selon M. Weidmann, le moyen le moins coûteux et le plus écologique de le faire est de stocker l’énergie sous forme liquide et chimique dans du méthanol. Le méthanol appartient à la famille des alcools. Il peut être produit directement à partir d’électricité, d’eau et de CO2, mais aussi à partir de matières premières renouvelables comme la biomasse ou les déchets ménagers. La conversion de l’électricité en méthanol et vice versa est neutre en CO2. À aucun moment, des processus nocifs pour l’environnement ne sont utilisés. Le méthanol peut facilement être stocké et transporté sur de longues distances en utilisant l’infrastructure existante. Les lignes électriques, qui provoquent des pertes d’énergie électrique, deviendraient superflues. Selon l’idée de Silent-Power, l’énergie électrique nécessaire à la production entièrement synthétique de méthanol devrait provenir de sources d’énergie renouvelables. Pour la Suisse, il s’agirait principalement de l’énergie solaire produite en été et qui n’est pas directement utilisée.
Production d’énergie par le méthanol
Aujourd’hui, le méthanol (CH3OH) est principalement produit à partir du méthane (CH4) (le plus grand producteur est le Qatar) où la variante gazeuse est le principal composant du gaz naturel. À l’avenir, le méthanol devrait être produit de manière entièrement synthétique à partir d’électricité, de CO2 et d’eau. Le méthanol n’existe pas dans la nature car il est rapidement décomposé par les bactéries du sol. Cette propriété garantit que le méthanol ne provoque pas de catastrophes environnementales comme celles qui se produisent lors de la production de pétrole. Le méthanol n’est pas explosif, il est biodégradable et beaucoup moins toxique que l’essence. Il peut être brûlé pour le chauffage ou dans des moteurs à combustion. En outre, le méthanol peut également être converti en électricité dans des piles à combustible ou dans des convertisseurs thermo-photovoltaïques (Econimos) de manière silencieuse et avec un rendement élevé.
Combler les pénuries d’électricité avec du méthanol
Depuis le 24 août 2016, une mini-centrale électrique alimentée au méthanol, l’Econimo, (Energy Converter Integral Module), est en service commercial chez WWZ AG (anciennement Wasserwerke Zug AG). Elle a dépassé toutes les exigences en matière de fiabilité et de faibles coûts de maintenance. Actuellement, trois mini-centrales électriques pilotes fonctionnant au méthanol ont été achevées et sont en service. Silent-Power prévoit de remplacer l’énergie nucléaire dans toute la Suisse par environ 20’000 petites centrales au méthanol qui produiraient de l’électricité à l’aide d’une cellule de thermo-photoluminescence (TPL). La cellule TPL de Silent-Power est unique au monde. En utilisant le méthanol comme carburant, l’appareil est respectueux de l’environnement, n’émet aucun gaz d’échappement toxique (pas de benzène, très peu de CO et de NOx), ne produit aucune particule et est inodore, puisque seuls de la vapeur d’eau et du CO2 non toxique sont émis. 20’000 Econimos pourraient remplacer toutes les centrales nucléaires en Suisse. Un Econimo coûtera environ 70’000 francs suisses. La somme totale de 1,4 milliard de francs suisses est très raisonnable si l’on considère que notre centrale nucléaire de Leibstadt de 1000 MW a coûté bien plus de 10 milliards de francs suisses !
Si tout se passe comme prévu, il devrait être possible de commencer à vendre du méthanol neutre en CO2 provenant de la première usine de synthèse de méthanol en Suisse en 2023.
