De l'hydrogène renouvelable par électrolyse pour alimenter la mobilité
ELYgator, qu’est-ce que c’est ?
ELYgator est l'un des projets phares d'Air Liquide dans le domaine de l'hydrogène renouvelable. Ce projet, qui sera installé à Terneuzen aux Pays-Bas, consiste en l’ installation d'une unité de production d'hydrogène de nouvelle génération, utilisant uniquement l'électricité intermittente provenant de sources d'énergie renouvelable. ELYgator est unique en raison de son échelle sans précédent - une capacité d'électrolyseur de pas moins de 200 MW, soit 10 fois plus que le plus grand électrolyseur actuellement en service dans le monde - et parce qu'il intègre ingénieusement deux technologies d'électrolyse différentes (membrane échangeuse de protons et alcaline) dans une seule et même configuration de pointe. Cette flexibilité est nécessaire afin de pouvoir facilement augmenter et diminuer la production d'hydrogène, d’oxygène et de vapeur en fonction de la production d’électricité provenant de sources d’énergies renouvelables intermittentes.
ELYgator étant principalement conçu comme une solution intégrée pour l'industrie, l’hydrogène et l'oxygène seront livrés aux utilisateurs industriels, tandis que la chaleur pourra être utilisée comme source de chauffage. Ce faisant, l'électricité renouvelable est utilisée avec une efficacité maximale et en minimisant la déperdition d'énergie.
ELYgator permettra d'éviter jusqu'à 3,3 millions de tonnes d'émissions de CO2 au cours des dix premières années de son fonctionnement. Ce projet constitue une étape importante vers une société neutre en émissions carbone. C'est pourquoi il a déjà été sélectionné par le gouvernement néerlandais comme l'un des principaux projets d'intérêt européen commun. L'objectif principal est de démontrer l'intégration d'un électrolyseur à grande échelle dans un environnement industriel, en reliant l'électricité produite à partir de sources renouvelables aux applications finales dans l'industrie et la mobilité, et ce via le vaste réseau de pipelines d'hydrogène et d'oxygène d'Air Liquide. Le principal avantage est d'éviter la perte d'électricité éolienne et solaire produite de manière intermittente. Un perte d’électricité survient lorsque la quantité d’électricité produite est supérieure à la quantité d’électricité consommée.. En convertissant ce surplus d’électricité (qui serait autrement perdue) en hydrogène , le projet améliore la stabilité du réseau électrique local et encourage le déploiement des énergies renouvelables.
Aperçu du projet ELYgator : production d'hydrogène renouvelable par électrolyse, à grande échelle
Pourquoi ELYgator est-il un projet pionnier et décisif ?
La conversion de l'énergie éolienne et solaire en hydrogène - par électrolyse - est la meilleure solution possible pour éviter que l'électricité produite en "abondance" à partir de sources renouvelables ne soit perdue, et qu'elle puisse être utilisée comme carburant durable pour les poids lourds et les bateaux, ou comme matière première dans l'industrie.
Les installations qui produisent de l'hydrogène par électrolyse existent déjà depuis un certain temps, mais leur capacité est actuellement trop limitée pour répondre à la future demande d'hydrogène renouvelable. Elles manquent en outre de flexibilité pour produire en temps réel, selon la disponibilité de l'électricité provenant de sources renouvelables. ELYgator est spécialement conçu pour remédier à ce problème, en augmentant la capacité et l'efficacité de sa production :
- À grande échelle
L'installation qui sera utilisée dans le projet ELYgator a une capacité de 200 mégawatts. A titre de comparaison, c'est 10 fois plus que la capacité du plus grand électrolyseur existant actuellement, ou encore l'équivalent d'un an de besoins énergétiques d'environ 2000 camions alimentés à l'hydrogène. Cette augmentation significative de l'échelle, permet d'équilibrer le réseau électrique et apporte une énorme augmentation de la maturité des technologies d'électrolyse et de la chaîne d'approvisionnement en électrolyse en Europe.
En outre, ELYgator peut être considéré comme un modèle et une étape intermédiaire pour d'autres projets encore plus importants d'électrolyse à grande échelle en Europe. ELYgator participera également à la réalisation de l'objectif européen de développer une capacité de production d'hydrogène par électrolyse de 6 GW à l'horizon 2030.
- Flexibilité
Le réseau électrique - auquel sont connectés les producteurs et consommateurs - doit être constamment en équilibre. Cela signifie que la quantité d'électricité injectée dans le réseau doit correspondre exactement à la quantité d’'électricité retirée du réseau, à tout moment.
C'est particulièrement difficile lorsqu'on utilise des sources d'énergie renouvelables, car la quantité exacte d'électricité produite par le vent et le soleil est difficile à prévoir et peut considérablement varier, en peu de temps.
Les électrolyseurs actuellement en opération ne disposent pas d’assez de flexibilité pour augmenter et diminuer leur production d’hydrogène en fonction de la production d’électricité éolienne et solaire, ce qui conduit à des pertes d’électricité renouvelable.
Le système ELYgator adresse spécifiquement ce problème,, grâce à la combinaison de pointe des technologies PEM (membrane échangeuse de protons) et Alkaline et à son intégration complète dans le complexe industriel environnant et le système d'approvisionnement d'Air Liquide. En conséquence, l'installation ELYgator est un complément parfait à la production d'électricité éolienne et solaire à Terneuzen, et dans toute l'Europe.
- Conforme à RED II
L'électricité convertie par ELYgator est conforme à la directive sur les énergies renouvelables (REDII), permettant à l'hydrogène produit de jouer un rôle essentiel dans la décarbonation de secteurs connus comme étant difficiles à décarboner, comme l'industrie et la mobilité (tels que le transport des poids lourds et la navigation maritime). Ces deux secteurs sont "difficiles à décarboner”, car ils ne peuvent se contenter d'utiliser de l'électricité renouvelable pour limiter leurs émissions de gaz à effet de serre. Le projet ELYgator permettra de démontrer pour la première fois un système de traçage de l'électricité et de l'hydrogène provenant de sources renouvelables. Cela permet la certification d'une production à partir d'énergies renouvelables pour les utilisateurs finaux.
- PEM & Alkaline
ELYgator est le premier projet à grande échelle qui combine deux technologies d'électrolyse de pointe : PEM et Alkaline. La technologie PEM peut répondre plus rapidement aux fluctuations d'électricité fournie et nécessite moins de place, tandis que la technologie alcaline est plus économique, plus mature et possède une durée de vie plus longue.
L'utilisation des deux technologies d'électrolyse dans un seul système intégré permet un meilleur équilibrage du réseau et nécessite le développement de procédures de pilotage et d'exploitation sophistiquées pour maintenir un niveau de qualité constant de l'hydrogène fourni. De plus, les avantages de la combinaison de ces deux technologies d'électrolyse permettent de minimiser le vieillissement et la dégradation de la pile, tout en optimisant les temps de réponse, l'espace occupé, et in fine la rentabilité et l'efficacité globales (utilisation de l'énergie, maintenance, fiabilité). Air Liquide a plus de 40 ans d'expérience dans la production et la gestion de l'hydrogène, et dispose donc de toute l'expertise nécessaire pour mener à bien ce projet ambitieux.
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 clusters d'hydrogène en Europe, attirant de nouvelles entreprises industrielles et représentant un grand bassin d'emplois.
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 la pérennité de la région et de ses bassins industriels De plus, les Pays-Bas étant un pays très densément peuplé, l'hydrogène renouvelable fourni par ELYgator pourra également participer à l'objectif d'une mobilité plus propre et d'une amélioration de la qualité de l'air dans la région.
ELYgator vise non seulement à être un étendard de la région, mais aussi à être un modèle inspirant, réplicable et modulable pour d'autres sites de production d'hydrogène renouvelable en Europe.
ELYgator, une solution innovante pour dynamiser la transition énergétique
L'Accord de Paris vise à limiter l'augmentation de la température mondiale à 2° C. Pour y parvenir, les émissions de gaz à effet de serre doivent être drastiquement réduites. Air Liquide adhère aux objectifs de réduction des émissions fixés par l'Accord de Paris sur le climat, en visant une réduction de 33 % de ses émissions de carbone d'ici 2035 par rapport à 2020, et la neutralité carbone d'ici 2050.
Le projet ELYgator est l'une des pierres angulaires de la stratégie de réduction des émissions de carbone d'Air Liquide, permettant également à ses clients d'en bénéficier. En outre, le projet servira également d'exemple pour de futurs projets similaires de réduction du CO2, à la fois en termes de réplicabilité et de flexibilité.
La transition énergétique nécessite de relever des défis complexes et repose en grande partie sur la collaboration entre secteurs public et privé pour faire aboutir ces projets. À ce titre, Air Liquide est convaincu que le modèle de partenariat est essentiel dans les grands projets industriels de réduction des émissions. Nos capacités à mener de tels projets- de décarbonation à grande échelle, combinées à notre héritage et notre expertise unique - presque un demi-siècle - dans la maîtrise des petites molécules essentielles, peuvent nous permettre d'ouvrir une partie de la voie à une transition énergétique industrielle et à un avenir durable. Nous voulons continuer à stimuler et contribuer à de nouveaux écosystèmes industriels visant à réduire les émissions de CO2, comme nous le faisons au sein des consortiums Kairos@C, Porthos, HyTrucks et RH2ine, le projet Aurora, HyBalance.
ELYgator permet une conversion maximale de l’énergie éolienne et solaire
Si les éoliennes et les panneaux solaires sont de toute évidence des sources d'énergie précieuses pour la production d'électricité renouvelable, leur production dépend de la disponibilité d'éléments extérieurs - ici le niveau de vent et d'ensoleillement - pouvant conduire à un approvisionnement insuffisant (ou excessif) en électricité. Lorsque la production d'électricité renouvelable est supérieure à la demande réelle, l'électricité “excédentaire” est perdue, le stockage étant trop coûteux et peu efficace sur le plan énergétique. Cela se produit par exemple lors de vents intenses durant la nuit, ou pendant de longues journées ensoleillées le week-end ou durant les vacances. ELYgator offre une solution parfaite pour éviter ces pertes, par la conversion de cette électricité renouvelable potentiellement perdue en différents produits tels que l'hydrogène, l'oxygène ou la chaleur. Ceux-ci peuvent ensuite être distribués par le biais du vaste réseau de pipeline et de clients d'Air Liquide. Ce faisant, l'électricité renouvelable est utilisée avec une efficacité maximale et en minimisant la déperdition d'énergie.
Comment l'électrolyseur ELYgator maximise l'efficacité de l'électricité provenant de sources renouvelables
Vous avez des questions ? Veuillez contacter l'équipe Air Liquide ici.
Rapport public des études de faisabilité du projet
Air Liquide a réalisé une étude de faisabilité pour son projet ELYgator, considérant tout particulièrement les questions de faisabilité technique et économique liées à l'implémentation d'un électrolyseur de grande ampleur aux Pays-Bas. Un rapport public des résultats a été publié et est disponible ici. Cette étude de faisabilité a été soutenue par le Topsector Energiesubsidie du ministère néerlandais des affaires économiques et de la stratégie climatique (Dutch Ministry of Economic Affairs and Climate Policy).
