PRODUCTION D'HYDROGÈNE VERT - HH2E

La quantité produite d’énergie renouvelable est peu contrôlable. Par définition, l’exploitation des énergies renouvelables repose sur des phénomènes naturels et donc souvent fluctuants (ensoleillement ou vent par exemple). C’est dans cette problématique de fluctuation de la source que réside tout l’enjeu des énergies renouvelables intermittentes. De plus, la difficulté physique à stocker l’énergie électrique (couplée à la fluctuation de la source) induit nécessairement un gaspillage énergétique lors d’une production supérieure à la demande. Il convient de mieux gérer ces phases où un surplus d’énergie produite risque d’être perdu.

 

Deux cas de figures s’imposent : 

 

  • Utiliser l’excédent d’énergie électrique sous une autre forme, notamment sous forme de chaleur en utilisant l’électricité pour faire fonctionner des pompes à chaleur

  • Stocker l’énergie en la transformant en hydrogène par électrolyse de l’eau

 

HH2E met en place 3 systèmes innovants permettant de répondre à ces besoins : un système de stockage à très haute température, un électrolyseur dernier cri pour produire de l’hydrogène vert et une turbine à gaz innovante convertissant le dihydrogène gazeux en électricité.

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UN BUSINESS MODEL RENTABLE

Le coût de l’électricité dépend fortement de sa production et donc du caractère fluctuant de cette dernière dans le cas des énergies renouvelables. 

Ainsi, plus la production dépasse la demande, plus les prix baissent pour tenter d’évacuer le surplus d’électricité produit par le renouvelable. Des prix négatifs sont donc fixés. Il devient alors rentable de consommer de l’électricité. 

 

C’est sur ce principe que se base HH2E. Faire fonctionner des pompes à chaleur ou produire de l’hydrogène par électrolyse requiert une grande quantité d’énergie.

 

Pour rappel, une électrolyse est une méthode qui permet de réaliser une réaction chimique grâce au passage de courant dans une solution. Cela permet la synthèse de composés chimiques. Pour produire de l’hydrogène (sous forme de dihydrogène gazeux), la solution dans laquelle passe le courant est de l’eau. 

 

En effet :  2H2O (liquide) = 2H2 (gazeux) + O2 (gazeux) équation d’électrolyse de l’eau

 

Pour la synthèse de l’hydrogène et pour le stockage de l’énergie sous forme de chaleur, HH2E utilise donc le surplus d’électricité produit par des énergies renouvelables intermittentes. Ainsi, l’entreprise est payée pour consommer cette électricité. Par ailleurs, le système qui permet l’électrolyse mis en place par HH2E peut être arrêté et remis en fonctionnement facilement, ce qui permet à l’entreprise de s’adapter à la fluctuation de la production quasi instantanément.

DÉCARBONATION DE L'ÉNERGIE : L'HYDROGÈNE, CARBURANT VERT
UTILISATION DES INFRASTRUCTURES EXISTANTES ET TECHNOLOGIE INNOVANTE

Du fait de l’objectif de l’Allemagne de sortir du nucléaire d’ici 2022 et du charbon d’ici 2038, deux défis majeurs apparaissent alors : 

 

  • Comment produire l'électricité nécessaire pour répondre aux besoins énergétiques ?

  • Que faire des infrastructures des centrales existantes ? 

 

La première question est maintenant technologiquement possible et la production d’électricité à partir d’énergies renouvelables (qui ont produit 51,8% de l’électricité allemande au premier semestre 2020 - source : En Allemagne plus de 50% de l'électricité issue d'énergie renouvelable au premier semestre, BFM TV, 11 septembre 2020) est possible pour l’ensemble des besoins.

 

Aussi, HH2E s’installe dans une ancienne centrale à charbon. Utiliser des infrastructures existantes inutilisées permet de réduire les coûts du projet et de ne pas reconstruire de nouvelles usines de production. 

 

Les technologies mises en place par HH2E ont 3 objectifs principaux :

 

  • Permettre de stocker de grandes quantités d'énergie renouvelable intermittente sous forme de chaleur à haute température grâce à des pompes à chaleur et la rendre disponible selon les besoins (dans le réseau de chaleur de la ville ou dans le secteur industriel)

  • Produire de l’hydrogène vert grâce à une nouvelle technologie innovante d'électrolyse (rendement de 70%) et distribuer cet hydrogène en grande quantité à l'industrie ou dans le secteur des transports urbains. 

Convertir l'hydrogène en électricité respectueuse du climat et en chauffage urbain vert à l'aide d'une turbine à gaz très efficace (rendement élevé) et à faibles émissions d’oxydes d’azote de NOx (qui contribue à l’effet de serre) pour ensuite les distribuer dans le réseau urbain ou dans le secteur industriel - permettant ainsi un approvisionnement énergétique durable.

L’instauration d’une économie hydrogène - économie dans laquelle le dihydrogène H2 est le vecteur d’énergie et remplace les combustions d’énergie fossile - est une des pistes considérées pour la décarbonation de notre économie, en particulier dans le secteur de l’énergie. 

 

S’il est produit sans émissions CO2, le dihydrogène (dont la combustion ne produit pas de carbone) est un gaz qui servirait à la fois de carburant vert dans le secteur des transports mais aussi de source d’énergie pour la production d’électricité.

 

Par ailleurs, son intérêt, comme expliqué plus haut, est démultiplié par la possibilité d’en faire un moyen de stockage de l’excédent des énergies renouvelables intermittentes (éolien, solaire, etc). 

 

HH2E s’inscrit d’ailleurs dans une démarche d’avenir en basant sa production d'hydrogène sur l’électrolyse de l’eau. En 2018, la production d’hydrogène est basée à 48 % du gaz naturel, 30 % du pétrole, 18 % du charbon et 4 % de l'électrolyse de l'eau. (Source : Le plan de Bruxelles pour faire « décoller » l'hydrogène en Europe, Les Échos, 8 juillet 2020)

C’est par l’électrolyse de l’eau que la production d’hydrogène vert est possible.