Hydrogène vert
Pendant plusieurs siècles, le pétrole, le charbon et le gaz ont alimenté les progrès et les améliorations des conditions sociales et économiques de la population mondiale. À l’inverse, la combustion de ces combustibles fossiles a conduit à une augmentation du CO₂ atmosphérique, avec toutes les conséquences négatives que cela implique pour notre planète, notamment le changement climatique. Cependant, une nouvelle alternative émerge qui pourrait contribuer à la décarbonation de l’économie : l’hydrogène vert. En plus d’être l’élément chimique le plus abondant dans la nature, le principal avantage de l’hydrogène est que sa combustion n’émet pas de CO₂, mais uniquement de la vapeur d’eau. S’il est également produit par électrolyse de l’eau (rupture de la molécule d’eau par application d’un courant électrique), contrairement à la méthode la plus répandue (reformage du méthane), le CO₂ n’est pas non plus émis pendant ce processus. Et si l’électricité est générée par des sources renouvelables, c’est alors que l’hydrogène est qualifié de vert ou renouvelable.
Station hydrogène de Bielefeld
Les entreprises tirent de plus en plus parti des avantages offerts par cette énergie propre et renouvelable. C’est le cas de Framatome, une entreprise européenne de premier plan dans l’industrie nucléaire. Avec des filiales dans 23 pays, plus de 15000 employés et un chiffre d’affaires annuel de plus de EUR 3300000000,00, l’entreprise est fortement engagée dans le développement de la technologie, de l’innovation, de la R&D et de la décarbonation de l’économie.
Vicente Soler, responsable de l’hydrogène vert et du stockage de l’énergie chez Framatome Espagne, explique : « La réduction des gaz à effet de serre et la décarbonation de l’économie sont des priorités absolues pour notre entreprise afin de contribuer à stopper le changement climatique. La conception et le développement de technologies et de projets clés en main pour la production, le stockage et la fourniture d’hydrogène renouvelable sont des activités clés pour Framatome. » En fait, l’entreprise développe des technologies et des projets dans les domaines de l’hydrogène renouvelable, du stockage de l’énergie et des réseaux intelligents depuis plus d’une décennie.
Pendant cette période, Framatome a conçu, développé, intégré et mis en service des installations pour la production, le stockage et la fourniture d’hydrogène renouvelable, notamment des HRS pour le secteur de la mobilité. En pensant à la mobilité, l’entreprise a développé une station de ravitaillement en hydrogène vert pour des bus durables dans la ville allemande de Bielefeld. Plus précisément, cette station d’hydrogène a une capacité de stockage de 1000 kg d’hydrogène, une compression de 50–500 bar et une distribution à 350 bar pour les nouveaux bus Mobiel 24 heures sur 24.
Ces bus à hydrogène empêchent le dioxyde de carbone d’être émis dans l’air chaque jour grâce à l’utilisation d’une énergie propre, durable et respectueuse de l’environnement. Compresseur d’hydrogène Cette station d’hydrogène ne pourrait pas fonctionner sans le compresseur d’hydrogène KS95 fourni par la société espagnole Hiperbaric, le premier compresseur de ce type sur le marché international avec une technologie entièrement développée en Espagne.
Située à Burgos, en Espagne, Hiperbaric a d’abord travaillé dans le secteur de l’eau à haute pression, mais a depuis diversifié son portefeuille pour proposer également des solutions liées à l’hydrogène. « Il y a très peu d’entreprises dans le monde qui se concentrent sur la compression de l’hydrogène à haute pression, actuellement l’un des principaux défis pour le succès de l’hydrogène en tant que vecteur énergétique, afin de réduire la dépendance aux combustibles fossiles et au gaz naturel », déclare Alejandro Blanco, directeur commercial chez Hiperbaric.
L’expérience de Hiperbaric dans la technologie de l’hydrogène a conduit au premier contact avec Framatome. « En tant que leader mondial très reconnu dans les systèmes de compression de fluides et ayant développé des équipements capables de comprimer l’hydrogène jusqu’à 950 bar, nous les avons contactés pour faire connaissance avec l’entreprise, ses capacités et les équipements pour l’hydrogène », explique Soler. « Notre décision d’acquérir un compresseur Hiperbaric a été simple. C’est une entreprise solide avec une longue et fructueuse expérience sur le marché de la compression de fluides et qui a développé des équipements robustes capables de comprimer l’hydrogène à des pressions très élevées ; exactement ce que nous recherchions. »
L’hydrogène doit être comprimé à des pressions extrêmement élevées, entre 200 et 950 bar, pour être utilisé dans un véhicule à pile à combustible. Blanco explique : « Les solutions technologiques de compression de Hiperbaric incluent deux composants de haute qualité, résilients et fiables, qui utilisent des matériaux aux propriétés avancées afin d’atteindre la résistance maximale et un fonctionnement sûr. »
Plus précisément, le compresseur est un KS95, qui a une pression d’entrée allant jusqu’à 20–40 bar et une pression de sortie H₂ allant jusqu’à 950 bar. Il comprend des éléments spécialement conçus pour comprimer l’hydrogène, notamment un cylindre intensificateur à deux étages, un système hydraulique, un système de réfrigération, un circuit de ventilation, un circuit pneumatique, ainsi que l’instrumentation et le panneau de commande. « Le composant le plus pertinent de l’unité de compression est le multiplicateur haute pression. La technologie Hiperbaric est basée sur des multiplicateurs à deux étages, avec des rendements hydrauliques et de refroidissement élevés », ajoute Blanco.
La technologie Rockwell entre en jeu
Hiperbaric utilise la technologie Rockwell Automation dans ses machines à eau sous pression depuis de nombreuses années, et le compresseur d’hydrogène comprend également plusieurs composants Rockwell. « Dès le début du projet de production du compresseur d’hydrogène, nous avons demandé l’assistance de Rockwell Automation, un fournisseur fiable que nous connaissons depuis longtemps. Nous sommes à l’aise en collaborant avec eux. »
Dans ce projet en particulier, ils ont opté pour une solution complète de système de commande Rockwell Automation avec des capacités de sécurité supplémentaires, ce qui est essentiel dans un compresseur d’hydrogène, car il s’agit d’un gaz très instable. En plus de cela, selon Blanco : « Il est important d’ajouter également l’anneau de communication Rockwell, qui permet d’interconnecter les équipements Rockwell, du principal PLC aux PLC secondaires. C’est extrêmement utile pour nous dans la gestion d’un réseau avec plusieurs unités utilisant le même équipement. Nous apprécions également l’environnement de programmation Rockwell », ajoute-t-il, « en particulier l’interface facile à utiliser et l’assistance rapide lorsque nous avons des questions. »
Toute cette technologie et l’expérience de Hiperbaric sur le marché de la haute pression nous permettent d’atteindre notre objectif de création de compresseurs d’hydrogène, qui offrent les solutions les plus efficaces et utilisent moins de ressources pour chaque kilogramme d’hydrogène comprimé », déclare Blanco.
Framatome souhaitait mettre l’installation en service le plus rapidement possible. « Cela a été possible grâce à l’aide et à la disponibilité de Hiperbaric, qui a également simplifié l’accord pour la fourniture et la livraison de l’unité », commente Soler. « La tranquillité d’esprit vient du fait de travailler avec une entreprise expérimentée comme Hiperbaric, ce qui est très pertinent dans les premiers projets d’une industrie émergente. »
En conclusion, le projet de station hydrogène de Bielefeld est une étape importante pour la feuille de route de Framatome en matière d’hydrogène renouvelable. « C’est le premier projet que nous avons abordé dans le segment de l’hydrogène EPC clé en main, en assumant la responsabilité d’entrepreneur principal – et je suis heureux de dire que c’est un grand succès », conclut Soler.