L'éolienne à hydrogène qui pourrait tout changer
La réponse au problème du stockage de l'électricité et de l'énergie intermittente?Publié le 27 Janvier 2021
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| Les choses avancent. | Eric Feferberg / AFP |
Le 13 janvier, Siemens Gamesa et Siemens Energy ont annoncé un partenariat pour fabriquer une «éolienne à hydrogène». L'idée est d'intégrer un électrolyseur directement dans la turbine pour transformer l'énergie éolienne en hydrogène. L'électrolyseur sera placé à la base du mât et synchronisé avec l'activité de l'éolienne.
Les énergies renouvelables ont un gros avantage: bien que leur fabrication et leur recyclage ne soient pas neutres sur le plan environnemental, elles émettent à l'usage peu de CO2 ou de polluants. Mais elles ont aussi un gros inconvénient: elles sont intermittentes et non stockables.
Pour résoudre ce dilemme, on peut utiliser l'hydrogène afin de stocker provisoirement l'électricité produite. L'une des manières les plus simples est d'électrolyser l'eau en séparant les molécules d'hydrogène et d'oxygène.
Le problème est que ce procédé est très énergivore, raison pour laquelle il doit être réalisé avec de l'énergie dite verte, sous peine d'engendrer encore plus de pollution. Aujourd'hui, plus de 95% de l'hydrogène consommé dans le monde est extrait des combustibles fossiles, principalement du gaz naturel, via le vaporeformage.
Et ça tombe bien, car de l'eau, il y en a justement en abondance au pied des éoliennes offshore. «[Grâce à ce système intégré], les pertes électriques sont réduites au minimum, tandis qu'une approche modulaire assure une mise en place opérationnelle fiable et efficace pour une solution évolutive d'éolien offshore à hydrogène», écrit le constructeur.
Pour résoudre ce dilemme, on peut utiliser l'hydrogène afin de stocker provisoirement l'électricité produite. L'une des manières les plus simples est d'électrolyser l'eau en séparant les molécules d'hydrogène et d'oxygène.
Le problème est que ce procédé est très énergivore, raison pour laquelle il doit être réalisé avec de l'énergie dite verte, sous peine d'engendrer encore plus de pollution. Aujourd'hui, plus de 95% de l'hydrogène consommé dans le monde est extrait des combustibles fossiles, principalement du gaz naturel, via le vaporeformage.
Et ça tombe bien, car de l'eau, il y en a justement en abondance au pied des éoliennes offshore. «[Grâce à ce système intégré], les pertes électriques sont réduites au minimum, tandis qu'une approche modulaire assure une mise en place opérationnelle fiable et efficace pour une solution évolutive d'éolien offshore à hydrogène», écrit le constructeur.
Promesses et limites
Cette éolienne répondra ainsi à deux attentes: apporter une valeur ajoutée aux éoliennes offshore et fournir une solution concurrentielle d'hydrogène vert à l'industrie.
Elle permettra aussi aux éoliennes de fonctionner hors réseau en assurant une certaine autonomie –l'un des gros problèmes de l'énergie éolienne actuelle est qu'elle déstabilise le réseau, avec des pics et des creux importants. «On pourra ainsi ouvrir davantage de sites éoliens et de meilleure qualité», se réjouit Christian Bruch, PDG de Siemens Energy.
Un démonstrateur sera dans un premier temps intégré dans «la turbine la plus puissance du monde», la SG 14-222 DD, fabriquée par Siemens Gamesa et d'une capacité de 14 MW.
Cette éolienne géante, capable de brasser 39.000 mètres cubes d'air et mesurant 222 mètres de diamètre, est le réceptable idéal pour des électrolyseurs relativement volumineux. Siemens Gamesa et Siemens Energy vont investir 120 millions d'euros dans ce projet, avec l'objectif de mettre en fonction une telle éolienne en 2025.
Malgré les avantages évidents de cette technologie, stocker l'énergie éolienne est bien moins rentable que de l'utiliser directement. D'abord, l'électrolyse de l'eau est quatre fois plus chère que le vaporeformage (de l'ordre de 6 euros/kg).
Le rendement des électrolyseurs atteint au mieux 75%, ce qui signifie qu'on perd au passage un quart de l'électricité produite. On ne sait pas non plus où et comment sera stocké l'hydrogène.
Ce système paraît malgré tout prometteur, dans la mesure où il corrige l'un des défauts majeurs de l'éolien (son intermittence). Dans la plupart des cas, le facteur de charge d'une éolienne ne dépasse pas 25%.
Elle permettra aussi aux éoliennes de fonctionner hors réseau en assurant une certaine autonomie –l'un des gros problèmes de l'énergie éolienne actuelle est qu'elle déstabilise le réseau, avec des pics et des creux importants. «On pourra ainsi ouvrir davantage de sites éoliens et de meilleure qualité», se réjouit Christian Bruch, PDG de Siemens Energy.
Un démonstrateur sera dans un premier temps intégré dans «la turbine la plus puissance du monde», la SG 14-222 DD, fabriquée par Siemens Gamesa et d'une capacité de 14 MW.
Cette éolienne géante, capable de brasser 39.000 mètres cubes d'air et mesurant 222 mètres de diamètre, est le réceptable idéal pour des électrolyseurs relativement volumineux. Siemens Gamesa et Siemens Energy vont investir 120 millions d'euros dans ce projet, avec l'objectif de mettre en fonction une telle éolienne en 2025.
Malgré les avantages évidents de cette technologie, stocker l'énergie éolienne est bien moins rentable que de l'utiliser directement. D'abord, l'électrolyse de l'eau est quatre fois plus chère que le vaporeformage (de l'ordre de 6 euros/kg).
Le rendement des électrolyseurs atteint au mieux 75%, ce qui signifie qu'on perd au passage un quart de l'électricité produite. On ne sait pas non plus où et comment sera stocké l'hydrogène.
Ce système paraît malgré tout prometteur, dans la mesure où il corrige l'un des défauts majeurs de l'éolien (son intermittence). Dans la plupart des cas, le facteur de charge d'une éolienne ne dépasse pas 25%.
© Repéré par Céline Deluzarche pour H2 View
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