Première mondiale : une turbine à gaz alimentée à 100% avec de l'hydrogène

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Une turbine à gaz alimentée à 100% avec de l'hydrogène a été testée avec succès pour la première fois au monde, ouvrant la voie à la décarbonation de sites tels que des cimenteries, très énergivores, a annoncé mercredi le consortium européen à l'origine du projet.

"On vient de réussir la première mondiale qui consiste à injecter 100% d'hydrogène dans une turbine à gaz pour produire de l'électricité", s'est félicité devant la presse Frank Lacroix, directeur-général adjoint d'Engie, partie prenante au consortium Hyflexpower avec notamment les entreprises allemande Siemens Energy et britannique Centrax et des universités européennes.

Cette innovation menée sur le site d'une papeterie près de Limoges démontre selon ses promoteurs que "l'hydrogène peut servir comme moyen flexible de stockage de l'électricité", à l'instar des batteries, ce qui ouvre des perspectives pour la décarbonation rapide de sites industriels très émetteurs de CO2.

"On est désormais capables de valoriser des surproductions d'énergies renouvelables électriques [sous forme d'hydrogène], de le stocker sur un site et de le valoriser sous forme d'électricité chez l'industriel", précise M. Lacroix.

L'hydrogène utilisé a été produit par un électrolyseur implanté sur le site du fabricant d'emballage papier Smurfit Kappa à Saillat-sur-Vienne, puis stocké en réservoir avant d'alimenter la turbine.

L'expérimentation a été réalisée avec un modèle de turbine à gaz Siemens Energy SGT-400 dont le système de combustion a été adapté pour l'hydrogène, comme si on avait remplacé le carburant sur un moteur de voiture thermique, dit-il.

A la différence du gaz habituellement utilisé, l'hydrogène a une flamme "plus rapide" et "plus chaude", et la maîtrise de la sécurité est aussi plus délicate. Des défis ont donc dû être relevés en matière de résistance des matériaux et de revêtement de la chambre de combustion, de même qu'il a fallu trouver "des réglages particuliers" pour maîtriser la combustion, selon M. Lacroix.

"L'avantage à terme est de pouvoir convertir des parcs de turbines existants moyennant des modifications simples", selon Gaël Carayon, directeur du projet Hyflexpower chez Engie Solutions.

Les premiers clients visés sont les cimenteries, la sidérurgie ou les raffineries, et de manière générale, "des industriels dont la décarbonation est complexe", selon Engie. "L'étape de demain sera de produire non seulement de l'électricité mais aussi de la chaleur", complète M. Lacroix. Plus tard, la mobilité lourde pourrait être concernée, avec l'aviation, et le maritime.

Le consortium, qui a vocation à être élargi, associe également le consultant européen Arttic, le centre aérospatial allemand (DLR) et quatre universités, Lund, Athènes, Londres et Duisbourg-Essen. Il "a reçu un financement substantiel de l'Union européenne", précise un communiqué.

Commentaires

Serge Rochain
Il faut donc ouvrir de nouvelles centrales électriques à gaz qui serviront à exploiter le produit des électrolyseurs alimentés par les éxcedents éoliens.
Marc DIEDISHEIM
Il reste à définir précisément qu’est un ”surplus”, ou encore un ’excédent ” ! Bien Cordialement
exocet
Mouais mouais mouais On va stocker de l'électricité.. en la convertissant en hydrogène, puis, à un moment donné, en la reconvertissant en électricité au moyen d'une "turbine à hydrogène". Qui serait une turbine à gaz modifiée. Le rendement d'une turbine à gaz est d'environ 30%. Le reste est perdu en chaleur. On ne dit pas dans cet article quel est le rendement de cette "turbine à hydrogène"... certainement inférieur à 30%... ni les coûts de stockage, généralement élevés, dûs aux énormes réservoirs, au fait que l'hydrogène est très difficile à jointer et contenir (fuit très facilement), et dangereux à stocker sous pression (devient plutôt instable sous forte pression). Bref, à approfondir, ça, ce nouvel intérêt pour l'hydrogène. ça fait plus de cinquante ans que l'hydrogène est étudié comme moyen de stockage d'énergie, sans progrès notables, à cause des inconvénients et dangers cités plus haut. Et là tout d'un coup les milliards se débloquent de manière optimiste...
JY BOURMAUD
Bonjour, Je ne suis pas sûr de bien comprendre en quoi ce projet est une première mondiale, si j'en crois cet article (de promotion) publié par RWE et Kawasaki en décembre 2021 : "One of the world’s first 100% hydrogen-to-power demonstrations on industrial scale launches in Lingen, Germany" https://global.kawasaki.com/news_211209-2e.pdf
Seb
c'est un projet papier, qui n'a été vérifié qu'en labo jusqu'à présent - à voir dans 1 an... s'il n'y a pas de retard.
ant
Moi aussi j'ai du mal à voir la première mondiale, Enel faisait ça en Italie en utilisant l'hydrogène fatal de la raffinerie d'Eni dans les années 2000 : https://www.euro-energie.com/enel-first-hydrogen-fuelled-power-now-on-line-in-venice-n-1562 Vu le coût énergétique de l'hydrogène, faire juste de l'électricité avec dans une turbine à gaz est sûrement une mauvaise idée. Le rendement est plus mauvais qu'une pile à combustible et la solution de stockage d'électricité a un rendement de 0,5*0,3= 15% à peine, très faible, moins qu'une STEP hydroélectrique. Lorsqu'on produit de l'hydrogène, autant l'utiliser directement pour des applications industrielles ou dans des véhicules. Le seul intérêt de ce projet, c'est s'ils veulent faire de la cogénération près d'un four (façon DK6 à Dunkerque), là pourquoi pas.
Rémi PACCOU
Commencer à utiliser de manière excessive de l'hydrogène dans des applications pour lesquelles il existe des alternatives plus favorables représente une démarche peu judicieuse en termes de décarbonation. En effet, il existe des approches bien plus efficaces pour accroître la flexibilité du réseau électrique que de recourir à l'hydrogène, qui présente au mieux un rendement de seulement 30% lorsqu'on convertit de l'électricité en hydrogène puis à nouveau en électricité. De plus, il faut prendre en compte les coûts de stockage, dont la faisabilité technique reste encore à démontrer, ainsi que les besoins en infrastructure.
studer
Cet article est déjanté et montre une absence de compréhension des problèmes techniques. En effet, ce n'est pas un exploit de convertir une turbine à gaz (CH4) pour la faire fonctionner à l'hydrogène (H2), et ce n'est même pas une première. Ensuite les process industriels qui utilisent du gaz CH4 pour produire de la chaleur n'ont que faire de passer par une turbine électrogène, autant brûler directement l'hydrogène ! Il y a un amalgame prosélyte (on parle de surplus d'énergies renouvelables, en se gardant d'évoquer le nucléaire qui fournit pourtant 70 % de notre électricité décarbonée !) avec le projet insensé de stocker de l'électricité dans du gaz. Sru le fond, produire de l'hydrogène avec de l'électricité en surplus puis s'en servir pour faire tourner une turbine électrogène n'est pas idiot : c'est même le seul procédé connu qui permettrait de stocker massivement de l'électricité : l'allusion à des "batteries", incapables (et même de plusieurs décades) de faire du stockage intersaisonnier montre une profonde méconnaissance du sujet. Mais le problème est ailleurs : ce procédé, appelé "power to gaz", a un rendement de l'ordre de 25-30 %, ce qui signifie qu'il faut stocker 3 à 4 kWh pour espérer en récupérer un seul. Dit autrement, il multiplie par 3 à 4 le coût de l'électricité stockée, ce qui est totalement rédhibitoire. Bref, papier à côté de la plaque.
Seb
La première est dans le fait que ça a été testé à puissance 12MWe (non pas en labo ou prévu dans 2 ans comme les comparaisons faites plus haut dans les commentaires, sans parler des commentaires marrants qui disent qu'on sait réellement faire tourner les turbines industrielles au H2 depuis 30 ans), en conditions industrielles, avec un électrolyseur pour une utilisation flexible (charge/décharge). Le reproche éternel (le rendement de l'électrolyse est bas) ne tient pas vraiment puisqu'il s'agit d'utiliser une puissance renouvelable qui de toute façon devrait autrement être gaspillée pour ne pas perturber le réseau. C'est marrant, une vraie performance se passe en France, et tous les commentaires francophones tapent dessus. Va comprendre...
GASNIER philippe
Les communiqués de presse, voir les raccourcis des commentaires dans ces communiqués sont effarants. Le titre ronflant est certes "contestable", et pourtant bien réel. Pour cela, il faut connaitre le site. Quand est' il ? L'usine SMURFIT de ce petit bourg du Limousin, possède une unité de cogénération, produisant chaleur( vapeur pour cette industrie du carton) et électricité sur le réseau, fonctionnant avec du gaz naturel. Rien de bien extraordinaire techniquement, si ce n'est pour l'industriel d'améliorer le rendement de son installation par le principe bien connu de la cogénération. La "première mondiale" est d'avoir remplacé la gaz naturel par de l'hydrogène produite et stockée sur le site même, en adaptant la turbine existante pour une combustion 100% hydrogène. Ce qui offre des perspectives pour des sites industrielles de décarbonisation de leur rejet. L'hydrogène produite sur le site ne sert pas à reproduire de l'électricité, mais à alimenter une turbine de cogénération existante vapeur/électricité. Le besoin vapeur de cet industriel est bien plus important que l'électricité produite, mais en gardant la notion de rendement cogénération de l'ordre de 80%. Finalement, ce projet complexe est relativement simple, inutile de partir dans des développements technologiques, sans rapport avec la vraie prouesse réalisée. La vraie bonne question? quelle électricité a été utilisée pour fabriquer l'hydrogène?

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