Les travaux ont été réalisés dans le cadre du projet "OffsH₂ore", un projet de deux ans financés par le ministère fédéral allemand de l'économie et de la protection du climat (BMWK). Les résultats montrent que la production d'hydrogène directement en mer avec un électrolyseur PEM est techniquement et économiquement réalisable.

L'objectif de l'ensemble du projet était de développer une conception techniquement et économiquement optimisée d'une installation intégrée de production d'hydrogène en mer au moyen d'un électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM), y compris un concept de transport de l'hydrogène gazeux comprimé à terre. L'alimentation en énergie de l'électrolyse est assurée par un parc éolien offshore.

Le résultat qui vient d'être obtenu peut servir de modèle et de point de départ pour le développement de projets pilotes et de projets à grande échelle ainsi que pour l'élaboration des réglementations correspondantes. Une telle production d'hydrogène offshore de l'ordre de 500 MW n'a pas encore été réalisée. Avec le concept présenté par le consortium, une mise en œuvre rapide et à grande échelle est devenue réaliste.

Partenaires de projet de toute la chaîne de création de valeur

Outre le Fraunhofer ISE, les participants étaient PNE AG, coordinateur du projet, un concepteur et exploitant international de projets d'installations d'énergie renouvelable ; SILICA Verfahrenstechnik GmbH, une entreprise d'ingénierie et de construction d'installations ; KONGSTEIN GmbH, qui exerce une activité de conseil, notamment pour les technologies de l'éolien offshore et de l'hydrogène, et Wystrach GmbH, un fournisseur de stockage haute pression pour l'hydrogène. Le projet "OffsH₂ore" a réuni un consortium expérimenté et complémentaire de partenaires industriels et de scientifiques issus de toute la chaîne de création de valeur.

Produire de l'hydrogène sans concurrence pour l'utilisation des sols

"L'hydrogène vert produit de manière durable à partir d'énergies renouvelables deviendra un pilier important de la défossilisation de nos systèmes énergétiques. Pour les pays comme l'Allemagne, où la production à grande échelle d'hydrogène vert est déjà un défi en raison, par exemple, de la concurrence pour l'utilisation des terres, la production d'hydrogène en mer à l'aide de l'énergie éolienne offshore est une option supplémentaire", explique Marius Holst, qui, en tant que coordinateur, a dirigé les lots de travaux pour le Fraunhofer ISE. "La production d'hydrogène en mer offre à la fois des heures de pleine charge élevées et la possibilité de couvrir l'ensemble de la chaîne de création de valeur au niveau national, tout en dissociant le développement de l'éolien offshore et l'extension du réseau", poursuit Holst.

Le concept repose sur un parc éolien offshore directement relié à une plateforme d'électrolyse de 500 MW. Celle-ci peut produire jusqu'à 50 000 tonnes d'hydrogène vert par an. Le système a une structure modulaire évolutive qui s'adapte facilement aux différentes capacités de production d'hydrogène. L'eau douce pour l'électrolyseur PEM est fournie par le dessalement de l'eau de mer, en utilisant la chaleur résiduelle de l'électrolyse. L'hydrogène produit est purifié et séché, comprimé jusqu'à 500 bars et transbordé sur un navire de transport. À chaque transport, le navire livre jusqu'à 400 tonnes d'hydrogène de la plateforme offshore à la terre. Ce concept est indépendant des conduites de transport d'hydrogène et offre une flexibilité dans le choix du site.

L'électrolyse PEM offshore est techniquement et économiquement réalisable

Parmi les lots de travaux de l'ISE figurait la projection d'un module d'électrolyse à membrane d'échange de protons (PEM). Les scientifiques ont ainsi démontré que la production d'hydrogène offshore par électrolyse PEM est techniquement et économiquement réalisable. "L'électrolyse PEM est la technologie privilégiée pour l'environnement offshore. Avec cet électrolyseur, nous pouvons réagir de manière appropriée à l'espace limité disponible sur la plateforme et nous utilisons le comportement opérationnel dynamique de cette variante d'électrolyse" explique Anna Wunsch, qui a supervisé ce lot de travaux et calculé la conception technique du système. Avec les électrolyseurs PEM, les exploitants peuvent réagir rapidement aux fluctuations de l'énergie fournie et faire fonctionner l'électrolyseur sans problème, même à charge partielle.

Source:  ET ENERGIETAGESFRAGEN, 17.05.2023