Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Article technique
28. octobre 2021

Transition énergétique

L’approvisionnement en gaz à Genève et son avenir

Le gaz naturel est considéré comme une énergie de transition permettant d’assurer l’accompagnement et la mise en œuvre des énergies renouvelables. SIG est amené à gérer de manière coordonnée le développement des réseaux thermiques et le démantèlement d’une partie du réseau gaz. C’est pourquoi nous devons être attentifs à ne pas supprimer le gaz dans des zones où celui-ci pourrait être précieux pour contribuer à la transition vers les énergies renouvelables. Il s’avère également nécessaire pour nous de tenir compte d’une possible utilisation de ce réseau par des gaz climatiquement neutres comme le biogaz ou l’hydrogène.
Frédéric Schulz 

La Distribution gaz de SIG recherche constamment la manière la plus efficace d’accompagner la transition du gaz vers des énergies plus respectueuses de l’environnement, tout en garantissant l’approvisionnement énergétique couvrant les besoins des Genevoises et Genevois. L’objectif de l’Association suisse de l’industrie gazière (ASIG) est d’atteindre 30% de gaz climatiquement neutres dans le réseau d’ici à 2030. La quantité de biogaz locale dans le réseau genevois de gaz est encore faible à ce jour, de l’ordre de 1%. Plusieurs projets concrets sont en cours d’étude afin d’augmenter de manière significative cette valeur. Le potentiel local des gaz climatiquement neutres est estimé à environ la moitié de l’objectif de l’ASIG. L’importation de certificats suisses ou étrangers devra permettre de compléter la part renouvelable de gaz pour atteindre cet objectif.
L’urgence climatique a été décrétée par le Conseil d’État genevois en fin 2019 comme réponse politique à l’appel des jeunes pour sauver le climat. D’autre part, le rapport alarmant récent du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) nous montre que les efforts consentis par les distributeurs de gaz dans le but de réduire la consommation d’énergies fossiles sont indispensables pour atteindre les objectifs.

Historique du gaz à Genève

L’histoire du gaz à Genève a débuté en février 1844 par la création de la Société genevoise pour l’éclairage au gaz, compagnie privée qui fut reconnue par le Conseil d’État [1]. La même année, l’entreprise s’engagea à éclairer les rues et les places de Genève pour Noël. Ainsi, le soir du 25 décembre 1844, Genève était éclairée par près de 300 becs à gaz devenant ainsi la deuxième ville de Suisse, après Berne, alimentée au gaz pour l’éclairage. En 1860, Genève recensait près de 6000 becs publics et privés qui éclairaient les citoyennes et citoyens genevois. Le gaz distribué à cette époque était appelé gaz de ville et était obtenu à base de houille (fig. 1).

De l’éclairage au gaz aux nombreuses applications du gaz

Dans les années 1860 et 1870, de nombreux développements voient le jour dans l’utilisation du gaz comme moyen de chauffage, notamment dans les secteurs de l’industrie, la joaillerie et l’horlogerie qui en ont été les premiers bénéficiaires.
Devenue entre-temps la Compagnie genevoise d’éclairage et de chauffage par le gaz, la société inaugure son premier gazomètre en 1875 et la cuisson domestique apparaît en 1880. En 1896, l’usine à gaz de la Coulouvrenière et son réseau de 95 km sont rachetés par la Ville de Genève. Entre 1907 et 1909, le réseau de gaz atteint les communes d’Onex, Perly-Certoux, Confignon, Bernex et Troinex.
En 1909, une explosion détruit l’usine à gaz de la Coulouvrenière où 13 morts sont déplorés. En 1914, l’usine à gaz de Châtelaine est mise en service, le réseau de gaz mesure alors 317 km et alimente environ 35'000 clients.
Dès le début du 20e siècle, l’utilisation du gaz pour l’éclairage est en déclin; celui-ci est remplacé progressivement par l’électricité. Le dernier bec à gaz disparaîtra en 1922.
Au début des années 50, le mazout se développe fortement pour les applications de chauffage. Dès 1964, le gaz de ville est produit par craquage catalytique d’hydrocarbures.
En 1964, une nouvelle cité est créée au Lignon avec près de 3000 logements. Pour assurer le chauffage de cette cité, une centrale de production de chaleur de 60 MW est construite. La vapeur produite est à la fois utilisée pour le cracking d’hydrocarbures permettant de produire le gaz et pour fournir la chaleur nécessaire à la nouvelle cité. Ainsi, le premier réseau de distribution de chaleur à distance est créé. Les premières installations de production de chaleur étaient alimentées par du mazout lourd; celles-ci ont été adaptées pour fonctionner au gaz.

Passer du gaz de ville au gaz naturel

L’année 1972 voit arriver le gaz naturel acheminé par gazoducs directement depuis les sites d’extraction. Dès les années 80, le gaz naturel est proposé pour le chauffage en substitution du mazout, car celui-ci est moins polluant et économiquement plus stable en matière d’approvisionnement.
Dès le début des années 90, le gaz naturel est proposé à Genève pour l’alimentation des véhicules en raison de ses avantages en termes d’émissions de CO2 et de particules fines par rapport à l’essence ou au diesel.
En 1993, une pile à combustible expérimentale de 200 kW a été raccordée au réseau de gaz naturel, ce qui a permis de produire de l’électricité et de la chaleur. Ces deux sources d’énergie ont été valorisées pendant une dizaine d’années.
Le passage d’installations de chauffage au mazout vers le gaz a contribué à la réduction de l’impact environnemental du chauffage et la promotion de la cuisson domestique, dans les années 80, a favorisé le développement du gaz. Aujourd’hui, de nouvelles technologies permettent d’assurer le chauffage des logements et des bâtiments de manière respectueuse de l’environnement. Il est de notre devoir de les promouvoir afin de réduire rapidement les émissions de gaz à effet de serre des appareils conventionnels.
En 2013, l’installation de purification de biogaz est inaugurée à la station d’épuration des eaux usées d’Aïre. Celle-ci permet de verdir le réseau gaz en y injectant le biométhane issu du traitement des boues d’épuration. Sa capacité d’injection s’élève à environ 18 GWh de biométhane par an.

Le gaz en 2021

La version 2020 du Plan directeur de l’énergie (PDE; [2]; fig. 2) confirme le rôle important du gaz fossile dans la transition énergétique jusqu’en 2050. Il représente aujourd’hui plus de la moitié de la consommation thermique du canton de Genève. Durant la période de transition, le gaz continuera d’alimenter les chaudières en service, d’être utilisé pour l’industrie, de servir d’appoint ou de secours aux réseaux thermiques, d’assurer la transition des bâtiments en attendant des solutions renouvelables, de se substituer au mazout si des solutions renouvelables ne sont pas encore disponibles et d’être évalué dans le cadre d’une potentielle stratégie du gaz CCF (couplage chaleur-force)/PAC (pompe à chaleur) en attendant une production électrique européenne renouvelable suffisante (fig. 3). Le démantèlement du réseau gaz doit prendre en compte tous ces paramètres.

Réduction des émissions de gaz à effet de serre

Parallèlement, le chauffage à distance (CAD) est en cours de déploiement à Genève. Lors des rendez-vous techniques, nous préparons le transfert vers les solutions renouvelables. Il est important que chacune et chacun puisse bénéficier du réseau CAD lorsqu’il est présent dans un secteur.
Avec l’arrivée du chauffage à distance, certains tronçons de gaz deviennent sous-utilisés et éligibles pour un démantèlement. Une canalisation de gaz a une certaine perméabilité liée à la matière et à la pression de service qui font qu’une quantité faible mais non-négligeable de gaz s’en échappe. Le démantèlement est donc motivé essentiellement par l’impact environnemental engendré par une conduite sous-utilisée.
La Distribution gaz de SIG a mis en place plusieurs indicateurs permettant de suivre les émissions de gaz à effet de serre de ses activités. Les émissions liées entre autres aux fuites réseau, au réchauffage du gaz dans les postes de détente et de comptage (PDC), à la mobilité des équipes et à la formation sont quantifiées. Chaque émission est ainsi qualifiée en fonction des possibilités de réduction et des coûts associés, ceci afin de prioriser les actions à entreprendre pour réduire l’impact environnemental de l’activité. L’impact le plus important est cependant lié à l’utilisation même du gaz.

Déclin de la cuisson domestique au gaz

Dès le début des années 2000, la cuisson domestique subit le même déclin que l’éclairage au gaz au début des années 1900. La Distribution gaz est proactive dans la suppression de la cuisson domestique au gaz, qui n’a plus de sens de nos jours. Les cuisinières électriques modernes ont un rendement bien meilleur que les cuisinières à gaz avec une réactivité quasiment identique. À ce jour, nous comptons encore environ 20 000 installations de cuisson domestique en service et chaque année, nous mettons hors service plus d’un millier d’installations. Il est prévu d’accélérer le rythme dans les prochaines années. Selon nos prévisions, d’ici 15 ans, il n’y aura plus de cuisson au gaz pour des usages domestiques à Genève.
Les parties de réseaux secondaires utilisées uniquement pour la cuisson domestique sont démantelées. Ces actions ont débuté il y a déjà plusieurs années; les clientes et clients sont, de ce fait, toujours accompagnés et orientés vers les appareils électriques.
La technologie des pompes à chaleur (PAC) s’améliore constamment et elle est, à ce jour, tout à fait efficace pour les habitations individuelles ou mitoyennes. Certaines zones excentrées du réseau gaz pourront être démantelées lorsque les pompes à chaleur ou autres énergies renouvelables seront en service. Lors des rendez-vous techniques, ces technologies sont régulièrement proposées aux clientes et clients.

Intégration juridique

La validation et la mise en œuvre du règlement sur l’énergie (REN) ainsi que l’évolution de la loi sur l’énergie genevoise (LEn) sont nécessaires pour garantir un cadre permettant aux propriétaires et aux milieux de l’immobilier de faire des choix énergétiques judicieux. SIG travaille en étroite collaboration avec l’Office cantonal de l’énergie (OCEN) pour la mise en œuvre des exigences cantonales en matière d’énergie.
En 2020, une décision de la Commission de la concurrence (COMCO) a eu pour conséquence une libéralisation totale du marché du gaz qui se déroule sans cadre législatif. En effet, la loi sur l’approvisionnement en gaz (LApGaz), sa consultation s’étant terminée début 2020, n’est pas encore en vigueur. Cette libéralisation, qui touche la totalité des clients gaz, risque d’avoir pour conséquence une diminution du prix de la molécule de gaz ce qui aura, de fait, un impact négatif sur le développement des énergies renouvelables. La publication d’une loi sur la libéralisation du marché du gaz est nécessaire rapidement afin de cadrer cette libéralisation pour qu’elle n’entrave pas la politique énergétique de la Confédération et des cantons.

Le futur

SIG est le bras industriel de l’État de Genève. À ce titre, la Distribution gaz œuvre pour réduire les émissions de gaz à effet de serre liées au chauffage à gaz et à ses activités. Les actions répertoriées sont nombreuses et les équipes remontent régulièrement des améliorations dans les processus pouvant réduire les émissions de gaz à effet de serre. Dans les années à venir, nous avons l’intention de poursuivre le partage de nos efforts dans le cadre des groupes de travail des différentes associations gazières. Nous n’avons pas l’intention de maintenir un approvisionnement en gaz intact, mais les questions répétées sur nos activités montrent un certain scepticisme quant à l’atteinte de nos objectifs climatiques.
Des projets sont en cours pour permettre d’optimiser nos activités. Par exemple la récupération d’énergie fatale sur un poste de détente, la recherche de fuite par réalité virtuelle ou encore la mobilité douce pour certaines activités terrain font partie de nos projets.

Gaz naturel pour assurer la transition vers des énergies renouvelables

L’utilisation du gaz naturel fossile s’achèvera à l’horizon 2050; dans l’intervalle, il reste nécessaire pour assurer la transition vers des énergies renouvelables. Dans l’avenir, les utilisations du gaz naturel seront cadrées par les règlements sur l’énergie.
Le gaz naturel est une énergie disponible pour assurer l’appoint ou le secours d’installations alimentées principalement par des énergies renouvelables, par exemple les pompes à chaleur.
Les ressources ne sont pas infinies. Nous devons également apprendre à adapter nos comportements, à faire des éco-gestes, afin de diminuer notre consommation énergétique. Ceci permettrait d’éviter l’installation de chaudières d’appoint au gaz et pourrait, par conséquent, permettre de démanteler le réseau gaz dans certains secteurs.

Convergence des réseaux

La convergence des réseaux est indispensable pour faire face aux défis de stockage de l’énergie lorsque sur un réseau, la production et la consommation ne sont pas synchronisées. Ce sera le cas avec les productions d’électricité renouvelables qui dépendent des conditions météorologiques comme le photovoltaïque et l’éolien. Le réseau gaz possède un stockage en conduites qui peut être utilisé pour décaler la consommation par rapport à l’injection mais qui est insuffisant pour permettre du stockage saisonnier. Un projet est en cours avec Gaznat pour stocker une grande quantité d’énergie gazeuse comme le gaz naturel, le biométhane, le méthane de synthèse ou l’hydrogène dans des cavernes artificielles.

Développement des gaz climatiquement neutres

L’industrie gazière ne cherche plus à préserver un approvisionnement en gaz fossile intact. Son objectif est bien d’accompagner la transition énergétique pour répondre à l’urgence climatique. Nous cherchons à développer des gaz climatiquement neutres dans différents projets. Que ce soit dans la digestion et l’épuration de boues de STEP ou la digestion de déchets agricoles ou hydrogène vert, nous cherchons à augmenter la part renouvelable du gaz distribué, mais aussi à réduire la quantité de gaz distribué.

Projet GOH!

Dans le cadre de la décarbonisation de la mobilité, nous étudions les possibilités de produire de l’hydrogène vert à Genève. Nous sommes au tout début de cette mobilité, les infrastructures sont en préparation, que ce soit au niveau de la production ou de la distribution, ce qui complexifie le lancement des premiers projets.
SIG fait partie du projet GOH! lancé en 2019 avec plusieurs partenaires locaux dont la Fondation Nomads, Larag, Green GT et Migros dans le but de produire de l’hydrogène à Genève et de faire rouler un camion de 40 tonnes sur les routes genevoises. Un projet permettant de répondre aux besoins du camion est en cours d’étude à SIG.

Baisse de la consommation de gaz, hausse de la puissance maximale

Le volume de gaz distribué sur le canton dépasse 3 TWh; celui-ci doit diminuer dans les prochaines années en raison du passage d’installations gaz vers des solutions de chauffage à distance, de pompes à chaleur ou de géothermie, etc. Il faut cependant faire attention à ne pas aller trop vite dans le démantèlement du réseau, ce qui augmenterait le risque que le gaz soit abandonné au profit d’autres énergies fossiles plus polluantes.
Malgré la diminution de la consommation de gaz dans les prochaines années, la puissance maximale nécessaire ira, elle, en augmentant en raison de la multiplication des installations de secours et d’appoint. Ces installations vont influencer le dimensionnement et la capacité du réseau gaz dans certaines zones. Durant les deux dernières années, nous avons augmenté la capacité de deux postes d’injection sur le canton et profité pour y installer des générateurs de secours en prévision d’éventuels blackouts électriques. Il est important de dissocier la consommation d’énergie effective de la puissance nécessaire.
Les métiers de la Distribution gaz vont se transformer et évoluer dans les années à venir. Ces changements ne vont pas arriver dans un avenir proche, en raison du maintien d’une partie non-négligeable du réseau pour l’accompagnement à la transition énergétique (fig. 4). Les effectifs sont étroitement liés à la longueur du réseau et à la puissance installée, mais beaucoup moins à la quantité d’énergie distribuée. Les équipes sont conscientes de ces mutations et travaillent de manière proactive pour anticiper les changements à venir.
Le chauffage à distance a besoin du gaz dans les prochaines années pour assurer un secours et un appoint aux énergies renouvelables. Les puissances nécessaires sont conséquentes malgré une consommation annuelle faible. Les équipes du Chauffage à distance et de la Distribution gaz travaillent ensemble afin de placer les chaufferies de manière optimale sur le réseau gaz et de piloter la puissance des installations les plus importantes afin de s’approcher au plus près de la saturation du réseau gaz sans risquer une rupture d’alimentation sur un secteur.

Conclusion

Le démantèlement de certaines parties du réseau de distribution de gaz de SIG est d’ores et déjà coordonné par les équipes de la Distribution gaz de SIG avec l’arrivée de nouvelles sources renouvelables comme le solaire thermique, les pompes à chaleur, la géothermie, le chauffage à distance et la suppression de la cuisson domestique. Certains secteurs non-accessibles aux réseaux de chauffage à distance ou non-adaptés aux énergies renouvelables comme certaines zones historiques ou industrielles ne seront pas démantelés jusqu’à ce que les technologies renouvelables permettent une alimentation durable. En attendant, ces secteurs pourront être alimentés en gaz climatiquement neutres.
SIG s’engage à soutenir l’urgence climatique et, en tant que bras industriel de l’État de Genève, à mettre en œuvre la stratégie énergétique cantonale et fédérale.

Bibliographie

[1] Mayor, J.-C. (1994): Les dons du gaz: lumière, chaleur, énergie: 150 ans de gaz à Genève 1844–1994. SIG, Genève, 112 p.

[2] Département du Territoire – Office cantonal de l’énergie (2020): Plan directeur de l’énergie 2020-2030 [en ligne]. Genève: État de Genève.

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