L'Allemagne et le Canada construisent des séparateurs d'eau pour stocker l'énergie

L'Allemagne, qui s'est fortement appuyée sur l'énergie éolienne et solaire ces dernières années, lance plus de 20 projets de démonstration qui impliquent le stockage de l'énergie en divisant l'eau en hydrogène gazeux et en oxygène. Les projets pourraient aider à établir si l'électrolyse, comme la technologie est connue, pourrait relever l'un des plus grands défis imminents pour les énergies renouvelables : son intermittence.

Énergie au gaz : Un système d'électrolyse Hydrogenics à Falkenhagen, en Allemagne, peut absorber deux mégawatts d'énergie renouvelable excédentaire et les stocker sous forme d'hydrogène.

Les projets d'électrolyseurs en cours de construction en Allemagne consistent généralement en quelques bâtiments, chacun de la taille d'un conteneur maritime, qui consomment un excès d'énergie renouvelable les jours ensoleillés et venteux en le transformant en un courant électrique qui alimente la réaction de séparation de l'eau. L'hydrogène qui en résulte peut ensuite être pompé dans l'infrastructure de stockage et de distribution déjà utilisée pour le gaz naturel et éventuellement retransformé en électricité via la combustion ou les piles à combustible. Il peut également être utilisé à diverses autres fins, comme alimenter des véhicules au gaz naturel, chauffer des maisons et fabriquer des engrais.

L'Allemagne n'est pas le seul pays à investir dans le stockage de l'énergie hydrogène. Le Canada se lance également dans l'action, avec une importante installation de démonstration prévue en Ontario.

L'électrolyse présente des avantages par rapport à certaines autres options de stockage d'énergie. Il peut être déployé presque partout, il peut stocker de grandes quantités d'énergie et l'hydrogène peut être utilisé pour remplacer les combustibles fossiles non seulement dans la production d'électricité, mais aussi dans l'industrie et les transports, qui génèrent beaucoup plus d'émissions de carbone.

Même ainsi, il a longtemps été considéré comme un moyen relativement moche de stocker de l'énergie en raison de sa faible efficacité - environ 65% de l'énergie de l'électricité d'origine est perdue. Mais les améliorations apportées à la technologie réduisent les coûts et l'utilisation à grande échelle des énergies renouvelables crée de nouveaux besoins de stockage, faisant de l'électrolyse une option pratique dans un nombre croissant d'endroits.

Éteindre : Ce nouvel électrolyseur de la taille d'un mini-réfrigérateur d'Hydrogenics peut produire autant d'hydrogène que 12 électrolyseurs conventionnels.

Plus tôt cette année, Siemens a inauguré à Mayence, en Allemagne, ce qui, selon lui, sera le plus grand électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) au monde. Alors que d'autres électrolyseurs sont conçus pour fonctionner avec des niveaux de puissance stables, le système PEM fonctionne bien même avec des quantités d'énergie éolienne et solaire qui changent rapidement. Lors de son ouverture l'année prochaine, il aura la capacité de produire 650 000 kilogrammes d'hydrogène par an, l'équivalent énergétique de 650 000 gallons d'essence. (En tant qu'usine de démonstration, cependant, elle ne fonctionnera probablement pas en continu.)

Hydrogenics, qui a fourni des électrolyseurs pour bon nombre des plus grands projets en Allemagne, conçoit un système de 40 mégawatts qui produira l'équivalent de 4,3 millions de gallons d'essence par an. La société a récemment développé un électrolyseur PEM qui fait moins d'un dixième de la taille de ses électrolyseurs alcalins conventionnels. La petite taille, en plus de faciliter l'emplacement des électrolyseurs, peut aider à réduire les coûts.

Les coûts diminuent également car l'excès d'énergie éolienne et solaire crée une surabondance d'énergie sur le réseau. Parce que l'électricité doit être utilisée dès qu'elle est générée pour maintenir la stabilité du réseau, les prix sont parfois réduits à zéro afin de trouver des acheteurs. L'électricité bon marché rend l'électrolyse beaucoup plus compétitive.

L'électrolyse reste plus chère que la production d'hydrogène à partir du gaz naturel, du moins aux États-Unis, où le gaz naturel est bon marché. Mais il peut concurrencer les options de stockage telles que les batteries, explique Kevin Harrison, ingénieur principal au National Renewable Energy Laboratory de Golden, Colorado. Il est également plus polyvalent que le moyen le moins cher de stocker de l'énergie : pomper de l'eau vers le haut d'une colline, puis la laisser redescendre pour entraîner une turbine. Cette approche est sévèrement limitée par la géographie, mais, dit-il, vous pouvez installer un électrolyseur presque n'importe où.

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