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La production éolienne atteint l’hydrogène dans les eaux plus profondes

pendant le Les crises énergétiques des années 1970le fondateur du premier programme américain d’ingénierie de l’énergie éolienne a déclaré au Congrès américain que Les éoliennes peuvent éliminer la dépendance de l’Amérique à l’énergie étrangère. Professeur d’ingénierie à l’Université du Massachusetts Guillaume Jérôme Attendez-vous à des turbines qui profitent des vents forts soufflant au large et utilisent l’électrolyse de l’eau de mer pour stocker leur énergie renouvelable sous forme de carburant hydrogène.

Un demi-siècle plus tard, la vision de Hieronymus des jambes de la mer a pris de l’importance. Les technologies de plate-forme prolifèrent pour faire flotter des turbines géantes, élargissant l’accès de l’énergie éolienne offshore à des vents plus forts sur des eaux plus profondes. Et ces dernières semaines, les premières usines d’électrolyse sur plateforme se sont déplacées vers l’offshore.

Les pays s’appuient sur l’abondance de l’énergie éolienne offshore et la flexibilité de l’hydrogène pour atteindre les objectifs de sécurité énergétique et climatique, et la combinaison des deux technologies offre des avantages opérationnels et économiques.

Le mois dernier, un producteur français d’hydrogène a remorqué la première plate-forme flottante de production d’hydrogène au monde sur un site d’essai à 20 kilomètres au large des côtes normandes. Basé à Nantes en direct Une plateforme de 1 mégawatt dans le port de Nantes-Saint-Nazaire a été mise en service l’an dernier grâce à l’énergie du littoral, produisant 400 kilogrammes d’hydrogène renouvelable ou vert par jour. Ils sont maintenant prêts à brancher une éolienne flottante de 2 MW en France Site d’essai d’énergie marine SEM-REV.


Les médias d’État chinois ont rapporté la semaine dernière que des chercheurs là-bas avaient fait exactement cela Connecter une plateforme de production d’hydrogène à un parc éolien au large de la province du Fujian. Près d’une douzaine de projets pilotes supplémentaires d’électrolyse flottante sont en cours dans les eaux japonaises, européennes et scandinaves, Selon un récent avis.

Le chef de projet offshore de Lhyfe, Stéphane Le Perre, explique que l’intérêt pour la production d’hydrogène offshore est motivé par l’évitement des risques et les réductions de coûts attendues. Les pays dépendent de l’abondance de l’éolien offshore et de la flexibilité de l’hydrogène pour atteindre les objectifs de sécurité énergétique et climatique, a déclaré Le Perry, et la combinaison des deux technologies offre des avantages opérationnels et économiques.

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L’éolienne flottante de 2 mégawatts du site français de recherche marine SEM-REV, conçue par BW Ideol, est un précédent pour l’installation d’une centrale électrique flottante de 1 gigawatt en Écosse. Pierre Fairley

Gouvernements européens Programmation déjà en combiné éolien offshore plus hydrogène développements. En janvier, l’Allemagne a annoncé qu’elle avait réservé de l’espace dans ses eaux territoriales de la mer du Nord pour un projet d’hydrogène vert de 1 gigawatt. Deux mois plus tard, le gouvernement néerlandais a annoncé qu’il demanderait aux soumissionnaires d’un parc éolien en mer du Nord d’inclure un électrolyseur offshore d’une capacité de 500 MW.

Le Perry a déclaré que lors d’une visite à l’usine flottante de Lhyfe le mois dernier, peu avant de quitter le port Spectre IEEE La fabrication d’hydrogène offshore est à l’étude dans le cadre de la mission Lhyfe. Lhyfe commencera à produire de l’hydrogène à terre en 2021, mais son usine d’électrolyse de 1 mégawatt sur la côte normande au sud de Nantes utilise l’eau de mer du port local. le Bowen Un adoucisseur d’eau d’usine élimine le sel et les autres contaminants dissous qui peuvent corroder les catalyseurs de l’électrolyseur.

l’année dernière La collecte de 110 millions d’euros (118 millions de dollars) lors d’une introduction en bourse et en accélérant son expansion au niveau national. Elle compte actuellement trois centrales de 5 MW en construction et développe des projets de plus de 100 MW au Danemark et en Suède.

Pour commencer à se déplacer vers l’offshore, explique Le Berre, Lhyfe a dû réduire ses équipements et augmenter sa fiabilité.

« Une usine de production d’hydrogène plus pipeline est cinq à dix fois moins cher, en investissement, qu’une sous-station électrique plus câble. »
—Stéphane Le Perry, en direct

Le démonstrateur offshore de Lhyfe réutilise un banc d’essai d’énergie des vagues existant avec un pont ouvert d’environ 200 mètres carrés – un espace étroit pour l’électrolyseur, l’usine de filtration d’eau et le transformateur nécessaires pour utiliser les 20 kilovolts de vent flottant pour le site d’essai SEM-REV turbine. Le développeur de l’électrolyseur est Latham, basé à New York fiche d’alimentation Collaborez à la refonte des appareils pour les adapter.

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Entre-temps, des modifications ont dû être apportées au système de contrôle de l’électrolyseur pour assurer un bon fonctionnement au milieu de la bousculade attendue au SEM-REV, où les vagues peuvent dépasser 13 mètres. Par exemple, les capteurs ont dû être recalibrés pour que le système puisse passer l’impact des vagues tout en s’arrêtant en cas de pics de pression de gaz internes dangereux.

La préparation aux rigueurs des opérations navales a également conduit à des mises à niveau des propriétés du traitement de l’eau – le composant Lhyfe a été identifié comme le maillon le plus faible de la plate-forme hydrogène.

La météo et la concurrence sur les navires peuvent rendre l’accès aux plates-formes offshore difficile ou impossible pendant des semaines ou des mois à la fois, rendant le nettoyage mensuel des filtres à osmose inverse inabordable. Alors Lhyfe a ajouté des technologies pour prévenir et éliminer l’encrassement. « Nous avons dû concevoir les systèmes de manière à ce qu’il n’y ait aucune maintenance, aucune opération requise pendant environ six mois », explique Le Perry.

L’objectif, dit Le Berre, est de s’assurer que la plate-forme fonctionne par temps vraiment terrible, afin que Lhyfe puisse voir ce qui fonctionne – et ce qui doit être amélioré. Il dit que cela donnera à Lhyfe un avantage dans les appels d’offres pour des projets offshore lorsque l’énergie éolienne flottante deviendra compétitive avec les turbines installées au fond de la mer – un point de basculement qu’il attend d’ici 2030.

Pourquoi se donnerait-on la peine de produire de l’hydrogène en mer en premier lieu ? Pourquoi ne pas simplement envoyer de l’électricité à la plage et y produire de l’hydrogène ?

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Pour les fournisseurs d’hydrogène, l’avantage marin est d’éviter les coûts et de permettre les retards associés à la localisation de la production d’hydrogène dans des endroits densément peuplés comme l’Europe et le Japon. Le Berre ajoute qu’il a fallu un an à Lhyfe pour constituer une compagnie d’assurance prête à couvrir sa première usine.

Pendant ce temps, pour les producteurs éoliens offshore, les projets Lhyfe ajoutant l’électrolyse et un pipeline d’hydrogène à terre réduiront le coût de livraison de leur électricité à mesure que les capteurs éoliens se déplaceront au large. « Une usine de production d’hydrogène plus un pipeline est cinq à dix fois moins cher, en tant qu’investissement, qu’une sous-station électrique plus un câble », déclare Le Perry.

Les développements technologiques peuvent renforcer l’avantage de l’hydrogène marin. L’usine chinoise mise en service ce mois-ci utilise une nouvelle pile d’électrolyseurs conçue en Académie chinoise des sciences Ce qui élimine le besoin de traitement de l’eau. technologie à base de membrane, J’ai signalé l’année dernière naturegénère automatiquement de la vapeur d’eau, la transmet sélectivement à la cellule d’électrolyse et la re-liquéfie pour qu’elle soit séparée par le catalyseur.

Le Berre dit que Lhyfe n’attend pas d’améliorations pour planifier son expansion à l’étranger. Il dit qu’ils ont déjà un partenaire aligné sur un projet de 10 mégawatts sur une plate-forme offshore dans le nord de l’Europe – un programme qu’il promet de pouvoir « dévoiler officiellement » bientôt.

À long terme, Le Berry dit que Lhyfe espère rendre certains avantages aux océans. La séparation de l’eau de mer pour produire de l’hydrogène libère également une quantité égale d’oxygène, qui est rare dans de nombreuses eaux côtières en raison du ruissellement des eaux usées et des engrais. Selon Le Berre, la rencontre de telles zones mortes d’oxygène a conduit au lancement de Lhyfe en 2019 : « Nous voulons que l’océan contienne réellement autant d’oxygène que possible. »

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