Faire progresser la production et le stockage d'hydrogène vert : les solutions innovantes d'Everfuel

Petite molécule, grand impact : Comment Everfuel ouvre la voie à la production d'hydrogène vert

L'hydrogène est la prochaine grande frontière de l'énergie. Il est abondant, facile à extraire, et quand il est utilisé comme carburant, il ne produit pas d'émissions de CO₂. Il tient une promesse tremendeuse comme source d'énergie propre et efficace pour un monde face à l'impact du changement climatique.

Jusqu'à présent, il y a eu plusieurs obstacles majeurs à son adoption généralisée :

1. Contenir ses molécules extrêmement petites sous pression a posé des défis
2. Les combustibles fossiles ont été principalement utilisés pour traiter l'hydrogène, atténuant beaucoup des avantages qu'il offre
3. L'infrastructure pour comprimer l'hydrogène comme carburant pour le transport n'existait pas.

Aujourd'hui, ces trois facteurs sont remis en question. Et une entreprise innovante au Danemark est en première ligne de ces efforts.

Everfuel, avec l'assistance de Swagelok Danemark et de nombreux autres, a relevé le défi de « faire en sorte que l'hydrogène se produise », comme le dit le PDG d'Everfuel, Jacob Krogsgard. « La mission d'Everfuel est en fait assez large. C'est faire en sorte que l'énergie renouvelable se produise, et essentiellement, se débarrasser des combustibles fossiles. Comment fait-on cela dans la réalité ? Produire de l'hydrogène vert pour remplacer les combustibles fossiles dans les processus industriels, et le distribuer et le dispenser à des flottes de véhicules à hydrogène. » dit-il.

Le projet HySynergy PtX permet la production et le stockage d'hydrogène

Selon Everfuel, le fleuron de cet effort est le Projet HySynergy, un effort ambitieux pour construire une installation PtX (Power-to-X) de 20 MW pour la production et le stockage à grande échelle d'hydrogène vert. Contrairement à de nombreuses installations d'hydrogène, qui dépendent des combustibles fossiles pour fonctionner, ou comme source d'hydrogène, HySynergy est construite pour être totalement indépendante des combustibles fossiles, alimentée par l'éolien et le solaire. Ce sera une installation sans émissions produisant de l'énergie sans émissions.

« Ce n'est pas seulement construire un électrolyseur de 20 mégawatts, » dit Krogsgard. « C'est bien sûr notre première phase. Mais c'est aussi faire un cas d'affaires que ce type d'installation peut être durable. Autant dans le sens de l'énergie verte, que d'un point de vue commercial. »

« Nous prévoyons de montrer que l'hydrogène peut être produit complètement à partir de sources renouvelables, » dit Krogsgard. « Et ensuite stocké pour une utilisation future. Nous pouvons prendre le vent d'hier et le transformer en carburant d'aujourd'hui. Nous pouvons même prendre le vent de janvier, le transformer en carburant demain et le dispenser en avril si nous avons assez de stockage. Ce n'est pas possible avec d'autres types d'énergie renouvelable. »

« Et enfin, » continue-t-il, « avec l'hydrogène dans les piles à combustible, le sous-produit est de l'eau pure, que nous pourrions potentiellement utiliser pour produire plus d'hydrogène. Donc nous pouvons vendre l'hydrogène, utiliser le déchet de cet hydrogène pour en faire plus à vendre, capturer et vendre la chaleur résiduelle sortant de l'installation, et aussi vendre l'oxygène qui en sort. Ajoutez à cela que vous pouvez transporter plus d'énergie sous forme d'hydrogène comprimé qu'avec des alternatives comme les batteries, et nous croyons que nous allons construire un cas très solide ici. »

Contenir et comprimer l'hydrogène

Bien sûr, une partie critique de tenir la promesse de l'hydrogène — et la promesse de l'usine PtX HySynergy — est d'être capable de comprimer et contenir de l'hydrogène hautement combustible dans un environnement étanche.

« Peu importe où vous mettez l'hydrogène, il veut juste s'échapper, » dit Jesper Skovning, Ingénieur Terrain Régional chez Swagelok Danemark. « Et puis il y a le problème de la fragilisation par l'hydrogène. Surtout avec les matériaux en acier dur, les molécules d'hydrogène l'attaquent, créant des fissures qui causent finalement la défaillance du matériau. C'est là que les composants Swagelok comme le raccord FK brillent vraiment, car nous savons qu'ils peuvent gérer tous ces défis. Le raccord FK est conçu pour le service hydrogène, avec une teneur en nickel plus élevée et des vannes à boisseau sphérique et à aiguille spécialement conçues, » dit-il. Parmi les raccords moyenne/haute pression, le raccord FK est aussi plus facile à installer que les raccords cône et filetage traditionnels, économisant un temps de main-d'œuvre précieux et améliorant l'efficacité opérationnelle — important dans toute installation, mais surtout dans une dont la raison d'être est l'amélioration de l'efficacité.

Swagelok Danemark travaille avec Everfuel depuis le début du projet, fournissant une expertise d'ingénierie terrain pour aider à concevoir leurs systèmes, et des solutions de conception et d'assemblage sur mesure telles que des panneaux d'échantillonnage ponctuel.

« C'est un projet où tout a commencé sur une page blanche, » dit Jesper Veilstrup, Chef de Projet pour Everfuel. « Donc, tout a été itéré, et Peter et ses collègues de Swagelok Danemark nous ont beaucoup aidés. Ils ont apporté à la table les 75 ans d'expérience de Swagelok dans le confinement de liquides et gaz à petites molécules sous pression, et la connaissance du type d'équipement bon à utiliser à des pressions spécifiques, et avec l'hydrogène en particulier. Nous avions des compétences limitées dans ces domaines, donc nous nous sommes beaucoup appuyés sur notre relation avec Swagelok Danemark ici. »

Et selon Veilstrup, cette relation a été clé. « Swagelok Danemark a une équipe très dédiée avec une approche professionnelle. C'a été inspirant, et nous avons reçu de très bons retours dès le début. La communication a été facile et nous nous comprenons tous très bien. Donc je vois beaucoup de potentiel pour de futurs projets ensemble ici. »

Ce qui sera important, car ce projet est encore à ses débuts. Quand la Phase II sera terminée en 2025, le projet HySynergy PtX réduira les émissions de CO₂ égales à 11 % des émissions de CO₂ du secteur des transports terrestres danois. D'ici 2030, quand la Phase III sera terminée, le projet réduira l'empreinte carbone du Danemark encore plus, et contribuera significativement à atteindre sa cible climatique de 70 % de réduction de CO₂.

« C'est assez évident que nous devons faire quelque chose dans le monde pour faire une transition vers l'énergie verte, » dit Skovning. « La production d'hydrogène est vraiment une grande partie de cela. Et faire partie d'un projet comme celui-ci, pour prouver sa viabilité, me rend vraiment fier. C'est un grand, grand pas en avant et un pas dans la bonne direction. »

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