Siemens – Hydrogen and Power-to-X

Webinaire, 26 août 2020

Télécharger la présentation de Siemens (en anglais)  : RQEI Online Seminar 2020-08-26

Compte rendu rédigé par André Lemlin

Le Power-to-X est la conversion de l’électricité, considérée comme énergie primaire, en un vecteur énergétique. Comme

Le Power-to-X est la conversion de l’électricité, considérée comme énergie primaire, en un vecteur énergétique. Comme l’écrit Michael Sterner, professeur à l’Université de Regensburg (Allemagne) : « C’est un terme parapluie pour désigner différentes manières de générer de l’énergie – power-to-gas, power-to-liquid, power-to-chemicals et power-to-heat. » [1] Le X représente donc une variété de produits, de procédés, de technologies et d’applications.

En introduction, Chris Norris rappelle que si les efforts de réduction des émissions de CO2 ont porté jusqu’à maintenant sur la production d’énergie, ce ne sera pas suffisant. Si l’on veut atteindre les objectifs convenus dans l’accord de Paris, ces efforts doivent porter sur l’ensemble des secteurs de l’économie. Or, l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau à partir d’énergies renouvelables, plutôt que par reformage du gaz naturel, présente un double avantage à cet égard. Il peut en effet être produit sans aucune émission de GES pendant les périodes de plus faible demande sur les réseaux, et utilisé dans un grand nombre de produits et de procédés. À condition bien sûr que la transition soit facilitée par la législation – et que des solutions technologiques adaptées soient disponibles. Comme des usines power-to-fuelpour produire des carburants verts.

Omar Rubio rappelle ensuite l’évolution des électrolyseurs PEM (proton exchange membrane) produits par Siemens depuis le pilote (2011) jusqu’au Silyser 300, le plus puissant du monde (2018). Ses 24 modules, d’une puissance totale de 17,5 MW, produisent 340 kg d’hydrogène à l’heure. Siemens couvre les principaux aspects de la chaîne de valeur pour offrir des systèmes clés en main à ses clients. Suit la présentation d’exemples, tels l’Energiepark de Mainz (2015), où l’on injecte de l’hydrogène vert dans le réseau gazier en plus d’approvisionner des stations de remplissage et des industries locales, et H2Future, en Autriche, qui fournit du courant au réseau et de l’hydrogène aux aciéries.

Le Dr Vinayaka Nakul Prasad traite ensuite de la ré-électrification dans les turbines à gaz. Le projet HYFLEXPOWER, subventionné par l’Union européenne, est une solution power-to-power sans émission de CO2 utilisant des turbines à gaz avec systèmes de combustion DLE (dry low emission) pour réduire les émissions de NOx. La démonstration pilote est prévue pour 2023. Plusieurs modèles de turbines à gaz sont proposés par l’entreprise. Par ailleurs, bien que la combustion de l’hydrogène n’émette pas de CO2, les caractéristiques physiques de ce gaz – haute diffusivité, bas pouvoir énergétique par unité de volume, haute réactivité, température de combustion élevée – posent de sérieux défis de conception et de testing. Voilà pourquoi Siemens est fière de sa réussite récente lors d’essais au banc haute pression avec la turbine à gaz SGT-600, qui s’est montrée capable d’opérer avec de l’hydrogène à 100 %. À noter que ces turbines doivent être modifiées pour fonctionner avec de hauts pourcentages d’hydrogène.

En conclusion, Chris Norris rappelle que la transition énergétique passe par la décarbonisation de la production d’énergie, ce qui permet de décarboniser la production de chaleur, la mobilité et les activités industrielles. Le power-to-x est la clé permettant d’y arriver. Cela implique des investissements durables dans la sécurité de l’approvisionnement, et un cadre réglementaire approprié, l’adoption de cibles de décarbonisation et le recours à l’innovation.

[1] Cité dans H2-international, e-Journal on hydrogen and fuel cells, June 3, 2019.

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