Que faire de l'électricité produite par le vent et le soleil, qui n'est pas utilisée immédiatement en période de consommation électrique réduite ? Afin d'intégrer les énergies renouvelables fluctuantes dans un système énergétique durable, il est nécessaire de trouver des moyens de stockage de l'énergie excédentaire produite. Il est déjà possible de stocker l'électricité sous forme d'eau (centrales hydrauliques avec stockage par pompage-turbinage), transformée à nouveau en électricité dans des turbines en périodes de pointe. Cependant ces capacités de stockage sont très limitées.
Une alternative à cette méthode a été développée par l'entreprise autrichienne Solar Fuel Technology (Salzbourg), en coopération avec l'Institut Fraunhofer de recherche sur l'énergie éolienne (IWES), le Centre de recherche sur l'énergie solaire et l'hydrogène (ZSW) à Stuttgart et l'Université de Linz : il s'agit de stocker l'électricité excédentaire produite par l'énergie éolienne ou photovoltaïque sous forme de méthane synthétique, neutre pour l'environnement, dans des gazomètres et conduits de gaz déjà existants. Une installation de démonstration fonctionne déjà avec succès à Stuttgart. La première centrale, d'une puissance de 10 MW, devrait être construite d'ici 2012.
Le procédé consiste à transformer l'électricité excédentaire produite en gaz naturel. L'énergie intermédiaire peut être stockée sous forme chimique dans le réseau de gaz naturel. L'infrastructure pour la transformation inverse de l'énergie chimique intermédiaire est aussi déjà opérationnelle : il s'agit de centrales thermiques brûlant du gaz naturel et générant de l'électricité dans des turbines à gaz ou à vapeur.
La technologie combine deux procédés de transformation de l'électricité en énergie chimique, comme l'explique Michael Specht, chercheur au ZSW : la séparation de l'eau en dihydrogène et dioxygène à l'aide de l'électricité (électrolyse) et la transformation du CO2 en méthane (méthanisation) (le méthane est le composant principal du gaz naturel).
La méthanisation est elle-même un procédé chimique à plusieurs étapes : le CO2 est transformé en méthane (le produit final), en passant par de l'acide formique, du formaldéhyde et du méthanol. L'intérêt principal de cette technologie réside dans la possibilité d'utiliser le réseau de gaz naturel existant. Par ailleurs, selon Michael Specht, le rendement de la transformation de l'électricité en gaz naturel est supérieur à 60%.
Les réservoirs locaux des fournisseurs d'énergie et les gros réservoirs centralisés sont dimensionnés de telle sorte qu'ils peuvent couvrir le besoin en méthane pendant plusieurs mois.
La capacité de stockage du réseau de gaz naturel parcourant l'Allemagne est importante et s'élève à 200 TWh - la consommation de plusieurs mois. Le réseau électrique ne dispose que de 0,04 Wh. L'intégration à l'infrastructure est facile : le gaz naturel peut être intégré dans le réseau d'alimentation, les pipelines et réservoirs, pour alimenter les véhicules ou allumer les chauffages en gaz naturel.
