L'hydrogène vert en mer moins cher et plus durable, Université de Wageningen

L'hydrogène vert en mer moins cher et plus durable, Wageningen University.

Des chercheurs de Wageningen University & Research ont montré que les coûts de production d'hydrogène vert par électrolyse en mer peuvent être réduits en fabriquant de l'eau ultra-pure (UPW) sur place au moyen d'une distillation membranaire. Cette eau ultra-propre est indispensable à la conversion de l'énergie éolienne en hydrogène « vert ».

Grâce à ces recherches, un prototype de démonstration sur Texel a montré que l'eau ultra-pure peut être fabriquée à partir d'eau de mer avec la chaleur résiduelle dégagée lors de l'électrolyse de l'eau (pour la production d'hydrogène). Jolanda van Medevoort, chef de projet de cette recherche et chercheuse au sein du programme Water Treatment & Technology est ravie que ce projet pilote ait été mené à bien avec autant de succès.

Jolanda van Medevoort, le chef de projet a déclaré :

Cela rend l'analyse de rentabilisation de l'hydrogène vert plus compétitive, ce qui est désespérément nécessaire, car pour le moment, l'hydrogène vert ne peut pas rivaliser avec l'hydrogène gris produit à partir d'énergie fossile.

"Et ce qui est tout aussi important, c'est que le processus de distillation membranaire lui-même est également plus respectueux de l'environnement que l'osmose inverse, qui est maintenant souvent utilisée. La distillation membranaire utilise non seulement beaucoup moins d'énergie électrique car elle applique la chaleur résiduelle de l'électrolyseur, mais elle est également plus respectueuse de l'environnement car aucun produit chimique n'est nécessaire pour le prétraitement de l'eau de mer."

"De plus, l'eau de mer devient à peine plus salée, contrairement à l'osmose inverse (RO), ce qui signifie que l'environnement sous-marin n'est pas affecté. Et bien sûr, aucune eau potable ne doit être utilisée pour ce processus."

Eau ultra-pure avec distillation membranaire

Le processus de distillation membranaire pour produire de l'eau très propre à partir d'eau de mer n'est pas nouveau en soi, car le processus nécessite beaucoup de chaleur et donc d'énergie, ce n'est pas la meilleure solution économiquement réalisable pour toutes les applications, mais pour ce cas, il l'est. La chaleur produite par l'électrolyseur doit être dissipée rapidement pour que le processus d'électrolyse se déroule sans heurts.

En utilisant cette chaleur pour la distillation membranaire, le refroidissement à l'eau de mer n'est plus nécessaire et l'eau d'alimentation ultra-pure requise pour l'électrolyseur est immédiatement produite.

Les coûts de l'eau ultra-pure seront inférieurs, par exemple, à l'application de l'osmose inverse (RO), qui réduit l'efficacité électrique globale de l'ensemble du système d'hydrogène. En effet, l'osmose inverse est un processus électrique.

Les principaux résultats du projet

Le résultat principal est la preuve fonctionnelle du principe technologique en construisant un système de distillation à membrane fonctionnel, en l'intégrant à l'électrolyseur et en démontrant le système combiné sur le quai de Seaport Texel.

La photo ci-dessous montre les installations sur le lieu de démonstration. Les installations d'électrolyseur et de distillation à membrane sont toutes deux intégrées dans un conteneur pour pouvoir les transporter jusqu'au site de démonstration de Texel. L'électrolyseur du partenaire du projet Hydron Energy dans le conteneur bleu et dans le gris/blanc à côté de l'installation de distillation à membrane de Wageningen Food & Biobased Research.

La prise d'eau de mer (Pompe avec filtre à sable) pour pomper l'eau de mer directement vers l'installation de distillation membranaire se trouve sur le coin droit du quai. L'électrolyseur a produit la quantité d'hydrogène attendue sur l'eau produite par la distillation membranaire. Cette eau est produite grâce à la chaleur résiduelle dégagée par l'électrolyseur.

Une évaluation économique a montré que des avantages supplémentaires peuvent être tirés de la quantité d'eau produite avec la chaleur résiduelle. Environ un tiers de l'eau produite est utilisée pour la production d'hydrogène. Les deux tiers de l'eau produite sont disponibles à d'autres fins.

C'est une eau très pure et intéressante dans les zones/périodes de pénurie d'eau, offshore, mais aussi pour l'eau potable ou les applications industrielles.

Hydrogène vert

L'hydrogène "vert" est un élément important de la transition vers une société sans combustibles fossiles. Il peut être utilisé, entre autres, comme carburant et comme matière première chimique pour divers procédés industriels. De plus, c'est une solution importante pour stocker l'énergie durable aux heures de pointe de l'énergie éolienne et solaire.

Aux heures de pointe, l'énergie solaire et éolienne est souvent gratuite ou les clients sont même payés à l'achat pour éviter la surcharge du réseau.

À de tels moments, l'énergie éolienne offshore peut être convertie en hydrogène. Un avantage supplémentaire de la production d'hydrogène en mer est que l'infrastructure de gazoduc existante peut être utilisée pour transporter l'hydrogène vers la terre, ce qui est considérablement moins cher que l'installation de lignes électriques supplémentaires pour amener l'énergie éolienne à terre.

Prochaines étapes

La phase suivante consiste à démontrer ce concept à plus grande échelle (0,5-1 MW) sur un site offshore avec des partenaires pertinents. Les partenaires potentiellement intéressants pour un tel projet de suivi sont les opérateurs de réseaux et de parcs éoliens, les producteurs de distillation membranaire et d'électrolyse à membrane d'eau à électrolyte polymère et une plate-forme offshore (emplacement de démonstration).

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L'hydrogène vert en mer moins cher et plus durable, 22 septembre 2022