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Article technique
29. novembre 2018

Gaz - recherche & développement

Philippe Dubois: «Le FOGA soutient le travail politique de l’ASIG»

L’industrie gazière suisse soutient la recherche, le développement et l’introduction sur le marché de nouvelles technologies afin de permettre une utilisation encore plus économe, sûre et respectueuse de l’environnement du gaz en tant que combustible et carburant. C’est à cela que sert le fonds de recherche, de développement et de promotion de l’industrie gazière suisse, en abrégé FOGA. Comment fonctionne ce fonds? Quels sont les projets soutenus? Philippe Dubois, Président de la Commission FTK de l’ASIG, qui gère le fonds, répond à ces questions lors de cet entretien.
Margarete  Bucheli, Valérie Iaccheo, 
Depuis quand le FOGA existe-t-il et quels sont ses objectifs?

Le FOGA et la Commission technique de coordination (FTK) ont tous deux été créés en 1992 afin de soutenir des projets innovants dans le monde gazier et faire en sorte qu’ils deviennent des projets débouchant sur des réalisations concrètes. À côté de la Commission Marketing (FMK), la FTK est la deuxième commission nationale de l’ASIG et c’est elle qui gère le FOGA. Le fonds est un instrument qui vise à montrer et soutenir l’activité de la recherche autour du gaz naturel et du biogaz. Il sert aussi à faire du lobbying, entre autres politique au sens large. La FTK et le FOGA soutiennent donc le travail politique de l’ASIG pour renforcer la position du gaz, ce qui les distingue clairement des commissions de gaz de la SSIGE. Ces dernières traitent des questions techniques et de sécurité, ce qui aboutit à l’élaboration de directives et de recommandations décrivant les règles reconnues de la technique.

«Le FOGA est un instrument qui vise à montrer et soutenir l’activité de la recherche autour du gaz naturel et du biogaz.»

Comment le fonds est-il financé, organisé et intégré à l’ASIG?

Le FOGA est un fonds dont l'objectif est le financement de projets destinés à valoriser le gaz naturel et les gaz renouvelables. Le fonds dispose d’environ 300'000 francs par année. Il est alimenté par les distributeurs suisses au travers de l’ASIG, qui collecte les fonds et les met à Disposition. Le travail opérationnel est fourni par la FTK, qui fait des propositions ou recommandations de projets au conseil d’administration de l’ASIG. La FTK suit de près les tendances et développements dans les thèmes respectifs et a pour mission d’identifier les sujets d’intérêt général, p. ex. le contrôle des émissions de méthane des réseaux (composante technique, puis politique en cas de «trop d’émissions») ou le pourcentage d’hydrogène dans les réseaux. En outre, les activités de la FTK touchent à la coordination et à la veille technologique, soit un large périmètre qui n’aboutit pas forcément au financement de projets.

Quel est le rôle de la SSIGE dans cette organisation?

La SSIGE joue un rôle important au sein de la FTK. Quatre collaborateurs de l'administration de la SSIGE participent aux réunions de la FTK: Martin Sager, Martial Wicht, le chef du secteur gaz et chauffage à distance (depuis mi-octobre 2018 donc Diego Modolell) ainsi que Martin Seifert. Ce dernier assure le secrétariat du FOGA, qui est la cheville ouvrière de la FTK et son fonds. Il a un rôle très important, en particulier au travers de ses contacts. Les autres membres sont la directrice de l'ASIG, un représentant de Swissgaz et des miliciens, i. e. des représentants des distributeurs de gaz. Les représentants des bureaux de l’ASIG, de Swissgaz et de la SSIGE ont une voix consultative. Les décisions sont prises exclusivement par les distributeurs, qui ont un droit de vote.

Quelles sont les exigences posées aux projets soutenus par le FOGA?

Face aux nouveaux défis posés par la réorientation des systèmes énergétiques, l’industrie gazière suisse a développé une nouvelle stratégie pour ses activités de recherche et développement, lesquelles sont axées prioritairement sur l’efficacité énergétique, les gaz renouvelables comme le biogaz, l’hydrogène et les gaz synthétiques (power-to-gas), ainsi que les réseaux. En plus d'appartenir à un de ces axes, un certain nombre d’autres critères ont été établis afin de décider s’il faut ou non soutenir un projet, notamment:

  • Le projet devra également impliquer d’autres organisations centrales ou administrations fédérales (OFEN et l’OFEV), non seulement en termes de R&D mais aussi financiers.
  • Il devra être un «projet phare» par son exemplarité et supporter la communication de la Branche.
  • Il doit surtout déboucher sur une application concrète qui soit un succès énergétique à moyen terme (dans les 10 années à venir maximum).

La nouvelle stratégie FTK/FOGA ne représente pas une révolution mais une évolution continue. Les lignes directrices sont clairement définies et peuvent être plus facilement communiquées vers l’extérieur. Le processus d’évaluation d’un projet comprend plusieurs étapes: les projets sont d’abord validés par la FTK et puis revus par le Conseil d'administration de l'ASIG avant que les décisions ne soient arrêtées.

Quels organismes font appel au FOGA?

Les candidats proviennent majoritairement du monde académique (EPF, instituts de recherche, Empa, PSI ou des HES comme celles de Rapperswil ou de Lucerne) et parfois de l’industrie (environ un quart des demandes).

Comment les résultats des projets du FOGA sont-ils diffusés et rendus publics?

Au niveau de la branche, les projets et les résultats sont systématiquement publiés dans Aqua & Gas et dans le rapport annuel de l’ASIG. Dans le monde scientifique, la communication se fait via des publications académiques (hautes écoles, EPF, etc.). De plus, une Journée de la recherche est organisée une fois tous les deux ans. Cet événement se compose de deux éléments: d’une part ont lieu des présentations dans lesquelles les activités de la FTK et les résultats des projets de recherche soutenus par le FOGA sont présentés. D’autre part, la visite d’une installation est au programme. Pour la deuxième Journée de la recherche, qui a eu lieu en juin de cette année, nous avons choisi la centrale hybride Aarmatt à Zuchwil. Le thème de l’événement était celui du rôle du gaz dans l’approvisionnement énergétique du futur.

«Le fonds est reconnu comme un acteur important de la branche énergétique, notamment par l’OFEN.»

Comment le FOGA se positionne-t-il dans le soutien de la recherche énergétique en Suisse et en Europe?

En Suisse, la position du FOGA est plus forte qu’au niveau européen. Le fonds est reconnu comme un acteur important de la branche énergétique, notamment par l’OFEN. Le FOGA est également reconnu dans le milieu de l’industrie, et cela fonctionne bien depuis 26 ans. Au-delà de l’OFEN et de l’OFEV, le fonds est également connu au sein des SSCER (Swiss Competence Centers for Energy Research).
Au niveau européen, les objectifs et le contexte économico-énergétique ne sont pas nécessairement les mêmes qu’en Suisse, notamment en France et en Allemagne. C’est pourquoi il est plus difficile de trouver des thèmes communs de projets de recherche. En 2015, six grandes organisations techniques et scientifiques européennes, dont l’ASIG et la SSIGE, ont créé le réseau de recherche ERIG (European Research Institute for Gas and Energy Innovation) pour promouvoir le rôle du gaz et les technologies gazières innovantes dans le futur système énergétique. Cette plateforme vise à coordonner les efforts des différentes organisations et associations. À l’avenir, nous souhaitons développer une coopération européenne selon la nouvelle stratégie du FOGA; celle-ci peut se faire par le biais d’ERIG, ou peut, selon thème, faire l’objet d’une collaboration au sein du GERG (Groupe européen de recherches gazières).

 

En plus de 25 ans d’existence, un grand nombre de projets ont été soutenus. Quels ont été les principaux domaines de soutien dans le passé?

Historiquement, la FTK a soutenu environ 150 projets aux thématiques plus diversifiées durant ses 20 premières années d’existence. Il s’agissait de solutions techniques adaptées au monde gazier de l’époque. Ces dernières années, les projets étaient davantage axés et coordonnés au niveau politique, permettant ainsi d’asseoir la réputation de la FTK et de nouer des contacts avec des instituts très importants. Les principaux domaines de soutien étaient et sont toujours liés aux thèmes d’actualité de la branche, qui a beaucoup évolué, en particulier ces cinq dernières années. La production d’électricité et de chaleur était un thème majeur il y a 10 ou 20 ans, tandis qu’aujourd’hui, le biogaz prend de plus en plus d’importance. Le power-to-gas, par contre, était quasiment inconnu il y a cinq ans, et il est actuellement connu dans le milieu académique. Les thèmes des projets soutenus ayant évolué, la FTK a ainsi dû adapter son périmètre d’activité. Toutefois, le thème central à relever consiste à
«boucler la boucle du carbone» afin d’obtenir un système cohérent et accepté par la société et les milieux politiques.

Quels ont été les points forts des projets financés par le FOGA dans le passé?

Ces cinq à dix dernières années, dans un contexte proche de la stratégie définie en 2015, les projets se sont orientés vers l’efficacité énergétique: le biogaz, la mobilité et tout ce qui est axé sur le MoPEC (Modèle de prescriptions énergétiques des cantons). Beaucoup d’efforts ont été entrepris sur les pompes à chaleur (PàC) à gaz et les couplages chaleur-force (CCF) pour de petites puissances. Un programme spécial de la FTK, la FKM et l’ASIG a été développé pour faire la promotion des PàC à gaz et les systèmes CCF, et un groupe de travail CCF a également été mis sur pied il y a quelques années. En outre, un programme d’essais de commercialisation de piles à combustible à l’aide de deux types d’appareils a été mis en œuvre. De cette manière, la technologie des piles à combustible a été présentée aux fournisseurs de gaz.

Le CCF est-il un succès?

Le CCF n’obtient malheureusement qu’un succès partiel. En réalité, sa mise en œuvre est difficile sur le terrain, même si le MoPEC classe les CCF comme l’une des onze solutions standard pour la rénovation des bâtiments existants, ce qui est une bonne chose. Cette inclusion dans la liste a été appréciée par l’ASIG au niveau politique, mais on rencontre encore des difficultés majeures avec les solutions standard au gaz du MoPEC. Dans l’ensemble, les conditions cadres sont difficiles à satisfaire et une coopération est nécessaire avec toutes les associations impliquées. C’est pourquoi l’ASIG est en contact étroit avec Powerloop Schweizerischer Fachverband, l’association suisse qui s’occupe du domaine des CCF et résulte de la récente fusion entre le WKK-Fachverband et le V3E (Verband effiziente Energieerzeugung).

Quels sont les domaines sur lesquels l’accent de la FTK et du FOGA est mis aujourd’hui?

La FTK poursuit ses activités dans la continuité, en se professionnalisant et en augmentant son efficacité et sa position dans le monde énergétique. Comme déjà mentionné, la nouvelle stratégie FTK/FOGA identifie trois priorités pour l’orientation future: l’efficacité énergétique, les gaz renouvelables et les réseaux. Dans le domaine des réseaux, l’accent est mis sur la convergence des réseaux. Il ne s’agit donc pas de raisonner uniquement sur le secteur du gaz, mais dans un contexte plus large, relativement nouveau dans l’industrie gazière.
Contrairement au passé, la FTK a décidé de se focaliser annuellement sur un nombre plus restreint de projets, soit deux à trois, afin d’apporter des moyens plus importants et de gagner en efficacité. Par ailleurs, l’idée est d’augmenter la professionnalisation des projets. Chaque projet institue un chef de projet, le suivi a été bien structuré et formalisé au moyen d’un cahier des charges et de rapports de suivi adressés à la FTK. Il est important de suivre le planning des projets. Des contrats sont mis en place et à la fin de chaque étape (milestone) des projets, un rapport doit être remis à la commission. Le dernier point à soulever concerne la coopération au niveau international, où il est important de suivre ce que font les collègues européens afin de bénéficier d’une collaboration au niveau international en intégrant des projets convergents. Cela évitera ainsi de développer en parallèle des projets identiques.

«La nouvelle stratégie FTK/FOGA identifie trois priorités pour l’orientation future: l’efficacité énergétique, les gaz renouvelables et les réseaux.»

Quels projets sont soutenus par le FOGA dans le domaine des «gaz renouvelables»?

Trois projets sont actuellement en cours dans ce domaine. Le premier, le projet HEPP – HEPP, qui signifie High Efficiency Power-to-Methane Pilot –, implique le développement d’une installation pilote dans laquelle du gaz naturel synthétique est produit et directement utilisé dans des applications liées à la mobilité. L’objectif est d’accroître l’efficacité de la technologie de conversion de l’électricité en méthane (power-to-methane) de manière à ce que cet agent énergétique respectueux de l’environnement puisse également être produit de manière économique à l’échelle industrielle. La nouvelle installation pilote a été inaugurée récemment. Avec l’intégration des différents éléments de l’installation, le travail de recherche proprement dit peut commencer.

Et sur quoi portent les deux autres projets?

Le 2e projet est réalisé par l’Institut Paul Scherrer (PSI) en collaboration avec Energie 360° et concerne une installation de biogaz existante à Zurich. Ainsi un distributeur de gaz est également directement impliqué, ce qui est fort apprécié. Le but du projet consiste à produire plus de méthane sur une installation de biogaz en injectant directement de l’hydrogène au niveau du biogaz non encore épuré. Le biogaz brut issu de la fermentation est composé d’environ 60% de méthane et 40% de CO2. Au lieu de purifier le biogaz, c’est-à-dire de séparer le CO2, on ajoute de l’hydrogène, qui réagit avec le CO2 pour former du méthane (méthanation), augmentant l’efficacité du processus. Dans un réacteur à lit fluidifié nouvellement mis au point par le PSI, les molécules d’hydrogène réagissent avec du CO2 à l’aide d’un catalyseur. Une installation power-to-gas est donc raccordée à une installation de biogaz. Grâce à cette technologie, la production de biogaz d’une installation peut être augmentée d’environ 60%. Ceci permet de convertir en biogaz presque 100% du gaz brut.
Le 3e projet, MOSTCH4 (Mini Onsite System to valorize manure in methane), a récemment été accepté et sera réalisé au Tessin. Ce projet vise à augmenter la rentabilité des petites installations de biogaz. Concrètement, le rendement en biogaz doit être augmenté jusqu’à 30% par rapport aux installations actuelles grâce à la mise au point d’une installation standard qui doit pouvoir être utilisée selon le principe «plug and play», ce qui réduit également le coût des installations. Aujourd’hui, chaque installation de biogaz est presque un prototype. Il s’agit donc de rechercher l’installation optimum. Cette installation au Tessin sera standard avec une partie de production de méthane et d’épuration du CO2.

Quelles sont les recherches soutenues par le FOGA dans le domaine de l’efficacité énergétique?

Dans ce domaine également, trois projets principaux sont en cours: le projet de l’entreprise de distribution de gaz Wallisellen, qui débute maintenant, vise l’efficacité énergétique dans un complexe immobilier. Celui-ci doit (théoriquement) pouvoir être exploité sans raccordement électrique, avec un seul raccordement au gaz. Des modules photovoltaïques et un système CCF sont prévus pour la production d’électricité. Des batteries assurent le stockage d’énergie pour les périodes où l’on constate un manque d’ensoleillement. Le système est complètement optimisé au niveau de l’efficacité énergétique et doit montrer aujourd’hui qu’il peut fonctionner sans raccordement électrique.
Le CCF joue également un rôle important dans le 2e projet. Il s’agit d’un moteur Stirling à résonnance de la société Rudolf Schmidt AG à Berne, laquelle a développé un nouveau concept de CCF. L’intérêt tient au fait que c’est l’un des seuls systèmes qui répond à toutes les exigences réglementaires actuelles. Cette solution fonctionne et correspond à une solution standard du MoPEC qui pourrait être appliquée rapidement. Le projet pourrait éventuellement être financé ensuite par la branche dans l’optique d’un développement à grande échelle.
Le 3e projet, de l’entreprise Fenaco, concerne une micro-turbine à gaz installée en amont d’une chaudière à gaz, avec une optimisation au niveau de la micro-turbine qui permet de générer de l’électricité et de la vapeur. La production combinée d’électricité et de vapeur assure une conversion très efficace du combustible utilisé (gaz).

Et enfin dans le domaine des réseaux: quels sont les sujets au premier plan?

Je voudrais mentionner ici l’un des projets FOGA les plus intéressants dans lequel une convergence complète des réseaux sera réalisée: il s’agit de l’usine hybride d’Aarmatt de Regio Energie Solothurn. Il illustre parfaitement tout ce que les réseaux peuvent s'apporter les uns aux autres (en termes de réseaux gaziers, de chaleur et électriques). Ce projet est très bien conçu et représente un exemple marquant en particulier pour les entreprises multi-fluides. Les premiers résultats sont déjà visibles. La production d’hydrogène (l’électrolyse) est maîtrisée et valorisée. Il existe également un dispositif d’injection directe d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel. Un réacteur de méthanation de l’hydrogène est actuellement en construction. Ceci n’impliquera pas l’utilisation de catalyse chimique, mais la réaction de méthanation sera effectuée par des micro-organismes. La construction du réacteur de méthanisation est financée par le projet européen Store&Go (projet Horizon 2020), tandis que la partie production et injection d’hydrogène du projet est soutenue entre autres par le FOGA.

«Le rôle du FOGA est essentiel car on n’atteindra pas l’objectif de la stratégie 30/30 sans réaliser des progrès fondamentaux au niveau de la technique.»

L’ASIG a récemment rendu publique sa stratégie 30/30. Cela signifie que l’industrie gazière suisse veut offrir une part de 30% de gaz renouvelables sur le marché du chauffage au gaz d’ici 2030. Quel sera le rôle le FOGA dans la mise en œuvre de cette stratégie?

Le rôle du FOGA est essentiel car on n’atteindra pas cet objectif sans réaliser des progrès fondamentaux au niveau de la technique. L’objectif 30/30 est aussi contraignant qu’ambitieux, était-on certains d’en avoir mesuré alors la portée? L’objectif est très important au niveau politique; il peut accroître considérablement la crédibilité des entreprises gazières. Mais on part de quelques pourcents de biogaz dans le réseau pour atteindre le pourcentage ambitieux de 30%, ce qui ne se fera pas tout seul. Le FOGA peut y contribuer en amenant des solutions techniques afin que les entreprises gazières puissent augmenter leur part de biogaz dans le réseau. L’accent est mis sur la production de méthane à partir de la biomasse. Aujourd’hui, le biogaz est trop souvent utilisé pour la production décentralisée d’électricité et de chaleur, favorisée par la rétribution à prix coûtant (RPC) pour le courant injecté. Il serait souhaitable d’injecter plus de biogaz à partir de petites installations agricoles décentralisées dans le réseau de gaz, si un réseau se trouve à proximité. La technologie de production de biogaz est bien maîtrisée, ce qui n’est pas encore le cas dans le power-to-gas encore très expérimental. En conséquence, l’apport du FOGA se retrouve dans deux domaines: dans l’augmentation des rendements au niveau de la production et dans la baisse des coûts, ce qui passera par une standardisation pour les petites installations de biogaz. Le projet MOSTCH4 soutient par exemple cette stratégie.

Quels seront les objectifs du FOGA et les orientations de la FTK à l’avenir?

À moyen terme, l'un des enjeux majeurs de notre branche est de trouver les solutions adéquates pour boucler la boucle de la chaîne du carbone. Dans ce registre, la FTK a un rôle essentiel à jouer même s’il est difficile de prévoir les sujets concrets à long terme car le monde de l’énergie évolue très vite, quelle que soit l’énergie considérée. La commission aimerait recevoir davantage de propositions de projets des entreprises gazières partenaires et également avoir une coopération européenne plus soutenue. Le FOGA doit communiquer davantage sur ses activités et ses projets afin de se rendre plus visible. À l’avenir, il s’agira de travailler sur des solutions, non conventionnelles aujourd’hui, mais qui seront peut-être le standard de demain, en accord avec la recherche, comme le power-to-gas, le stockage non conventionnel, la méthanation du bois, la méthanation des déchets, etc. Le champ des possibles s’est beaucoup ouvert!

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