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De l'hydrogène renouvelable par électrolyse pour alimenter la mobilité

ELYgator, dont la mise en service est prévue pour 2024, sera l'un des plus grands électrolyseurs au monde, produisant de l'hydrogène avec de l'électricité renouvelable. Air Liquide entend franchir une autre grande étape dans la transition énergétique avec ELYgator, qui figure aujourd'hui parmi les finalistes du premier tour du Fonds européen d'innovation et qui soumettra sa candidature pour le dernier tour de l'EU-IF en juin 2021.

Découvrez l'innovation ELYgator plus en détail.

 

Qu'est-ce que ELYgator ?

ELYgator est l'un des projets phares d'Air Liquide dans le domaine de l'hydrogène renouvelable. Ce projet concerne un site de production d'hydrogène de nouvelle génération qui sera installé à Terneuzen, aux Pays-Bas. ELYgator est unique en raison de son échelle sans précédent - il englobe une capacité d'électrolyse de pas moins de 200 MW - et, parce qu'il intègre intelligemment deux technologies d'électrolyse différentes (PEM et alcaline) dans une seule et même conception de pointe, il peut transformer très efficacement l'électricité renouvelable en une large gamme de produits renouvelables.

ELYgator - qui permet d'éviter environ 4 millions de tonnes d’émissions de CO2 au cours des 10 premières années - constitue une étape importante vers une société neutre en carbone. Il a donc été sélectionné par le Fonds européen d'innovation pour soumettre sa candidature au deuxième - et dernier - tour de l'appel 2021.

L'objectif principal du projet est d'éviter la perte d'énergie renouvelable produite par des sources dites intermittentes comme l'éolien et le solaire. Cela se produit lorsque la quantité d'électricité renouvelable disponible est supérieure à la demande. Cependant, en convertissant cette énergie en hydrogène, elle peut être utilisée à tout moment dans le futur. Cela remplace l'utilisation de sources d'énergie conventionnelles et garantit ainsi une réduction significative des émissions de CO2.

Pourquoi ELYgator est un projet révolutionnaire ?
  • Électrolyseur d'hydrogène à grande échelle, x10 par rapport aux électrolyseurs existants produisant 170 millions de m³ d'hydrogène renouvelable par an
  • Hydrogène renouvelable conforme à la directive RED II, traçable de la source à l'utilisateur final
  • Premier électrolyseur qui améliore la stabilité du réseau électrique et peut suivre la production d'énergie renouvelable en temps réel
  • Combinaison de deux technologies d'électrolyse de pointe ALKALINE/PEM et d'une conception d'avant-garde pour une conversion et une absorption maximales de l'électricité renouvelable.
Aperçu du projet d’électrolyseur d'hydrogène ELYgator

 

 

Quatre innovations en un électrolyseur d'hydrogène, une synergie parfaite

La conversion de l'énergie éolienne et solaire en hydrogène - par électrolyse - est la meilleure solution possible pour éviter la perte de l'électricité renouvelable « abondante ».

Les installations produisant de l'hydrogène par électrolyse existent depuis longtemps, mais leur échelle est trop limitée et elles manquent de flexibilité. 

L'installation hydrogène/électrolyse la plus puissante à ce jour - 20 mégawatts - a été construite par Air Liquide au Canada (Bécancour).

  • À grande échelle

L'installation qui sera utilisée dans le cadre du projet ELYgator offre cependant pas moins de 200 mégawatts de puissance. Cette installation sera évidemment l'une des plus puissantes au monde. Grâce à cette importante augmentation d'échelle, l'installation ELYgator constitue une valeur ajoutée pour la transition énergétique et peut également être utilisée pour contribuer à l'équilibre du réseau électrique.

En outre, ELYgator peut être considéré comme une étape intermédiaire vers la construction de systèmes hydrogène/électrolyse encore plus grands dans un avenir proche.

  • Flexibilité

Le réseau électrique - qui relie les fournisseurs d'énergie et les utilisateurs - doit constamment être équilibré. Cela signifie que la quantité d'énergie ajoutée au réseau doit correspondre exactement à la consommation d'énergie à tout moment.

Cela est particulièrement difficile lorsqu'on utilise des sources d'énergie renouvelables, car la quantité exacte d'électricité fournie par le vent et le soleil est difficile à prévoir. Les systèmes traditionnels d'hydrogène et d'électrolyse ont des capacités limitées pour corriger ce problème, en raison de leurs capacités de montée et de descente en puissance plus lentes et de leur échelle limitée. 

Le système ELYgator est cependant beaucoup plus puissant et est également capable de réagir rapidement aux fluctuations du flux d'approvisionnement en énergie, grâce à la combinaison efficace de l'électrolyse PEM et alcaline et à une conception de pointe entièrement intégrée. Cela signifie que l'installation ELYgator est un compagnon parfait pour l'éolien et le solaire.

  • Conforme à la directive RED II

L'électricité convertie par ELYgator est conforme à la directive RED II, ce qui permet à l'hydrogène produit de jouer un rôle essentiel dans la décarbonisation des secteurs de la mobilité difficiles à réduire, tels que le camionnage lourd et le transport maritime.

  • PEM et alcaline

ELYgator est le premier projet à grande échelle qui combine deux technologies d'électrolyse de pointe : PEM et alcaline. Le système PEM utilise la technologie des membranes et peut réagir plus rapidement aux fluctuations du flux d'énergie fourni, tandis que le système alcalin est plus économique et a une durée de vie plus longue. 

L'utilisation des deux techniques d'électrolyse dans un seul système intégré exige une intelligence de pilotage sophistiquée car la qualité de l'hydrogène doit être constante. En outre, les obligations relatives à l'équilibrage du réseau électrique doivent également être respectées.




Hydrogène renouvelable pour la mobilité, oxygène, hydrogène et vapeur renouvelables pour les industries et chaleur pour l’habitat local

L'hydrogène renouvelable produit par ELYgator sera utilisé pour des applications d'hydrogène de mobilité, telles que le transport routier lourd et les navires. Deuxièmement, l'hydrogène sera également utilisé pour les grandes industries. Ces deux secteurs sont connus pour être difficiles à réduire.

Le processus d'électrolyse entraîne également la production d'oxygène et de chaleur. La conception d'ELYgator aboutit à une solution intégrée également capable de produire de la vapeur renouvelable pour remplacer la vapeur d'origine fossile. L'oxygène ainsi que la vapeur seront livrés à des utilisateurs industriels (locaux), tandis que la chaleur pourra être utilisée pour un réseau de chauffage local. Ce faisant, la conversion de l'électricité renouvelable est maximisée.



 

Un fleuron de l'hydrogène au centre de l'Europe

L'unité de production ELYgator sera installée à Terneuzen, aux Pays-Bas. Terneuzen est située dans la zone portuaire de la mer du Nord, couvrant la Zélande (Pays-Bas) et une partie de la Flandre orientale (Belgique). Cette région est déjà l’un des plus grands pôles d'hydrogène en Europe, attirant de nouvelles entreprises industrielles et offrant de grandes possibilités d'emploi.

En outre, ELYgator permet à l'industrie existante dans la région de devenir plus durable en remplaçant l'hydrogène conventionnel par de l'hydrogène renouvelable, renforçant ainsi l'avenir durable de la région et des bassins industriels.

ELYgator vise non seulement à être un fleuron de cette région, mais aussi à être un modèle inspirant, reproductible et évolutif pour d'autres sites de production d'hydrogène.

 

 

ELYgator, une solution innovante pour dynamiser la transition énergétique

L'Accord de Paris sur le climat vise à maintenir l'augmentation de la température mondiale bien en deçà de 2°C. Pour y parvenir, les émissions de CO2 doivent être réduites de manière assez importante. Air Liquide adhère aux objectifs de réduction des émissions fixés par l'Accord de Paris sur le climat et réduira ses émissions de carbone de 33 % en 2035 pour atteindre la neutralité carbone en 2050.

Le projet ELYgator est l'une des pierres angulaires de la stratégie de réduction des émissions de carbone d'Air Liquide, qui permet également aux clients d'Air Liquide de faire de même. En outre, le projet servira également d'exemple pour de futurs projets similaires de réduction du CO2, tant en termes de reproductibilité que d'évolutivité.

ELYgator permet une conversion optimale de l’énergie solaire et des éoliennes
Si les éoliennes et les panneaux solaires sont évidemment des sources précieuses d'électricité renouvelable, leur production dépend de la disponibilité des ressources naturelles que sont le vent et le soleil, ce qui peut entraîner une offre insuffisante ou excessive d'électricité renouvelable. Comme il n'est pas possible de stocker de grandes quantités d'énergie à long terme, lorsque la quantité d'énergie fournie par les éoliennes et les panneaux solaires est supérieure à la demande, l'électricité « excédentaire » est perdue. Cela se produit souvent, par exemple, lorsqu’il fait du vent la nuit ou lors de journées ensoleillées le week-end ou durant les vacances. ELYgator offre une solution parfaite pour éviter ces pertes en convertissant cette énergie en produits renouvelables précieux tels que l'hydrogène, l'oxygène, la vapeur et la chaleur. Tout cela peut être distribué par le biais du vaste réseau et de la base de clients d'Air Liquide.

Comment l'électrolyseur ELYgator maximise l'énergie renouvelable

 

 

Air Liquide, leader dans les technologies de l'hydrogène

L'hydrogène et Air Liquide se connaissent depuis longtemps. Depuis plus de 50 ans, Air Liquide a développé une expertise et des connaissances uniques sur l'ensemble de la chaîne de valeur de l'hydrogène : de la production au stockage et à la distribution.

Aujourd'hui, Air Liquide exploite 200 usines d'hydrogène dans le monde, avec une capacité combinée de plus de 1,3 million de Nm3 par heure, ce qui représente 14 milliards de Nm3 par an. Afin d'acheminer tout cet hydrogène rapidement et en toute sécurité vers sa destination, le groupe utilise 950 km de canalisations d'hydrogène dans le Benelux.

Air Liquide investit d'importantes ressources pour construire et développer la production d'hydrogène. Il est l'un des pères fondateurs du Conseil de l'hydrogène, un consortium européen dont l'objectif est d'accroître la sensibilisation et le potentiel de l'hydrogène dans la transition énergétique. Le groupe possède des installations de R&D dans le monde entier et coopère avec d'autres entreprises, organisations et gouvernements pour développer des technologies et des applications innovantes dans le domaine de l'hydrogène, le tout dans le but d'investir dans 3 GW d'électrolyseurs, dont 1 GW sera en construction d'ici 2030.

Grâce à sa grande expérience opérationnelle et à son réseau étendu et diversifié, Air Liquide offre des possibilités d'intégration flexibles pour l'hydrogène. C'est souvent la base de solutions prêtes à l'emploi très efficaces et uniques.

Chronologie de l'électrolyseur d'hydrogène ELYgator