Des pistes pour stocker l’énergie par électrolyse · PDF filelorsque de...
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14 presseur. Nous avons donc opté pour son système Silyzer, un électrolyseur procurant une puis- sance nominale de 100 kW (300 kW en pointe momentanée).» La dynamique du système d’électrolyse était un critère supplémentaire: «La puissance délivrée doit pouvoir être ajustée en quelques secondes lorsque de l’énergie de réglage produite par l’électrolyseur en charge doit être proposée au gestionnaire du réseau de transport», explique Felix Büchi. Les électrolyseurs PE conviennent parfaitement pour une exploitation dynamique. La séparation est assurée dans ce cas par une membrane constituée d’un électrolyte polymère (PE) sur les deux côtés. Seuls des noyaux d’hydrogène individuels (protons) peuvent tra- verser la membrane, et aucun échange gazeux ne se produit, même en cas de grandes diffé- rences de pression. Le système Silyzer utilisé à l’institut PSI fonctionne avec la technologie PE. Sa puissance peut être augmentée ou dimi- nuée de 6 % par seconde, soit une durée d’environ 16 secondes pour parcourir la plage de puissance totale dans un cas extrême. Les modules individuels de la plate-forme ESI sont arrivés durant l’été. La plate-forme sera mise en service puis testée dans les différents modes d’exploitation durant l’hiver 2015/16. La longévité des électrolyseurs est prévue pour 80 000 heures d’exploitation. L’électrolyseur PE de Siemens sera exploité à l’institut PSI conjointement avec des piles à combustible, des réacteurs de biomasse, ainsi que des installations de méthanisation et de capture du CO 2 . Texte Guido Santner | Photo Siemens Suisse Des pistes pour stocker l’énergie par électrolyse La part des énergies renouvelables sur le réseau électrique européen augmente chaque année. Aujourd’hui déjà, il arrive que l’électricité produite ne puisse pas totalement alimenter le réseau, par exemple, lorsque des vents violents soufflent en mer du Nord et que les consommateurs utilisent peu de courant électrique. Ainsi, les exploitants de réseaux régulent l’électricité renouvelable afin d’assurer la stabilité du réseau électrique. Stockage d’énergie Pour garantir au mieux l’approvisionnement élec- trique, une alternative réside dans le stockage de l’énergie. Pour ce faire, plusieurs technologies existent. Des centrales hydrauliques à accumu- lation par pompage de l’eau dans un lac artificiel en altitude permettent de produire de l’électri- cité ultérieurement en fonction de la demande. L’électricité peut être également stockée locale- ment dans des batteries qui seront directement raccordées au réseau électrique de faible ou moyenne tension. Le stockage durant plusieurs semaines de l’électricité produite, par exemple, afin de faire des réserves en été pour l’hiver, reste toutefois un défi. La seule technologie qui conviendrait à un stockage saisonnier reste la conversion «Power to Gas». L’électricité permet alors de produire de l’hydrogène, qui sera utilisé directement ou transformé en méthane avec l’apport de CO 2 . Le méthane ainsi produit pourra être acheminé au réseau de gaz naturel et stocké à volonté. Des électrolyseurs produisant de l’hydrogène et des systèmes de méthanisation de l’hydrogène sont d’ores et déjà intégrés dans plusieurs projets pilotes à l’institut PSI, dans le cadre de la plate-forme ESI (Energy System Integration). Sur le campus de l’institut PSI, plu- sieurs technologies telles que la conversion de la biomasse, la méthanisation, l’électrolyse et les piles à combustible sont combinées dans un seul système global. Evaluation des électrolyseurs Une difficulté s’est toutefois manifestée lorsque que Felix Büchi, directeur des systèmes de piles à combustible à l’institut PSI et responsable pour la filière hydrogène de la plate-forme ESI, a évalué les différents types d’électrolyseurs: «Nous voulions stocker les gaz avec une pression de 50 bar dans des réservoirs. La plupart des électrolyseurs produisent cependant de l’hydro- gène uniquement sous haute pression, tandis que l’oxygène est généralement obtenu à très faible pression», explique Felix Büchi. La pression des gaz représentait donc un important critère de l’évaluation. «Seule l’entreprise Siemens proposait un système pouvant produire de l’oxy- gène avec une pression de 50 bar, nous évitant ultérieurement de le comprimer avec un com- Le surplus de courant électrique se laisse difficilement stocker. L’électrolyse de l’eau permet toutefois de produire de l’hydrogène pouvant alors être stocké directement ou transformé en méthane. Dans le cadre d’une plate-forme de recherche, l’Institut Paul Scherrer (PSI) teste des électrolyseurs et des piles à combustible en exploitation conjointe avec des réacteurs de biomasse ainsi que des installations de méthanisation et de capture du CO 2 . Les électrolyseurs utilisés ont été développés par Siemens.
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presseur. Nous avons donc opté pour son système Silyzer, un électrolyseur procurant une puis-sance nominale de 100 kW (300 kW en pointe momentanée).»
La dynamique du système d’électrolyse était un critère supplémentaire: «La puissance délivrée doit pouvoir être ajustée en quelques secondes lorsque de l’énergie de réglage produite par l’électrolyseur en charge doit être proposée au gestionnaire du réseau de transport», explique Felix Büchi. Les électrolyseurs PE conviennent parfaitement pour une exploitation dynamique. La séparation est assurée dans ce cas par une membrane constituée d’un électrolyte polymère (PE) sur les deux côtés. Seuls des noyaux d’hydrogène individuels (protons) peuvent tra-verser la membrane, et aucun échange gazeux ne se produit, même en cas de grandes diffé-rences de pression. Le système Silyzer utilisé à l’institut PSI fonctionne avec la technologie PE. Sa puissance peut être augmentée ou dimi-nuée de 6 % par seconde, soit une durée d’environ 16 secondes pour parcourir la plage de puissance totale dans un cas extrême. Les modules individuels de la plate-forme ESI sont arrivés durant l’été. La plate- forme sera mise en service puis testée dans les différents modes d’exploitation durant l’hiver 2015/16. La longévité des électrolyseurs est prévue pour 80 000 heures d’exploitation.
L’électrolyseur PE de Siemens sera exploité à l’institut PSI conjointement avec des piles à combustible, des réacteurs de biomasse, ainsi que des installations de méthanisation et de capture du CO2.
Texte Guido Santner | Photo Siemens Suisse
Des pistes pour stocker l’énergie par électrolyse
La part des énergies renouvelables sur le réseau électrique européen augmente chaque année. Aujourd’hui déjà, il arrive que l’électricité produite ne puisse pas totalement alimenter le réseau, par exemple, lorsque des vents violents soufflent en mer du Nord et que les consommateurs utilisent peu de courant électrique. Ainsi, les exploitants de réseaux régulent l’électricité renouvelable afin d’assurer la stabilité du réseau électrique.
Stockage d’énergie
Pour garantir au mieux l’approvisionnement élec-trique, une alternative réside dans le stockage de l’énergie. Pour ce faire, plusieurs technologies existent. Des centrales hydrauliques à accumu-lation par pompage de l’eau dans un lac artificiel en altitude permettent de produire de l’électri-cité ultérieurement en fonction de la demande. L’électricité peut être également stockée locale-ment dans des batteries qui seront directement raccordées au réseau électrique de faible ou moyenne tension. Le stockage durant plusieurs semaines de l’électricité produite, par exemple, afin de faire des réserves en été pour l’hiver, reste toutefois un défi. La seule technologie qui conviendrait à un stockage saisonnier reste la conversion «Power to Gas». L’électricité permet alors de produire de l’hydrogène, qui sera utilisé directement ou transformé en méthane avec
l’apport de CO2. Le méthane ainsi produit pourra être acheminé au réseau de gaz naturel et stocké à volonté. Des électrolyseurs produisant de l’hydrogène et des systèmes de méthanisation de l’hydrogène sont d’ores et déjà intégrés dans plusieurs projets pilotes à l’institut PSI, dans le cadre de la plate-forme ESI (Energy System Integration). Sur le campus de l’institut PSI, plu-sieurs technologies telles que la conversion de la biomasse, la méthanisation, l’électrolyse et les piles à combustible sont combinées dans un seul système global.
Evaluation des électrolyseurs
Une difficulté s’est toutefois manifestée lorsque que Felix Büchi, directeur des systèmes de piles à combustible à l’institut PSI et responsable pour la filière hydrogène de la plate-forme ESI, a évalué les différents types d’électrolyseurs: «Nous voulions stocker les gaz avec une pression de 50 bar dans des réservoirs. La plupart des électrolyseurs produisent cependant de l’hydro-gène uniquement sous haute pression, tandis que l’oxygène est généralement obtenu à très faible pression», explique Felix Büchi. La pression des gaz représentait donc un important critère de l’évaluation. «Seule l’entreprise Siemens proposait un système pouvant produire de l’oxy-gène avec une pression de 50 bar, nous évitant ultérieurement de le comprimer avec un com-
Le surplus de courant électrique se laisse difficilement stocker. L’électrolyse de l’eau permet toutefois de produire de l’hydrogène pouvant alors être stocké directement ou transformé en méthane. Dans le cadre d’une plate-forme de recherche, l’Institut Paul Scherrer (PSI) teste des électrolyseurs et des piles à combustible en exploitation conjointe avec des réacteurs de biomasse ainsi que des installations de méthanisation et de capture du CO2. Les électrolyseurs utilisés ont été développés par Siemens.
