De l'hydrogène vert dans les transports maritimes ?
dans Tendances par Andrew Craston
Alors que le monde s'efforce de vaincre le coronavirus et de surmonter l'impact économique catastrophique de la pandémie, de nombreux appels ont été lancés en faveur d'une reprise économique durable sur le plan environnemental et du non-retour au statu quo a priori. La technologie de l'hydrogène vert et des piles à combustible pourrait-elle propulser le transport maritime vers un avenir durable et économiquement viable ?
Hydrogène vert
Tant que notre terre existera, l'eau, le vent et la lumière du soleil seront disponibles en abondance. Ce sont les seules ressources nécessaires pour produire de l'hydrogène vert grâce à la technologie de l'électrolyse de l'eau. Ce processus décompose l'eau en hydrogène et en oxygène. Et si l'électricité nécessaire à l'électrolyseur provient de sources renouvelables, l'hydrogène est vraiment vert. En tant que vecteur énergétique, l'hydrogène vert produit, par exemple, au moyen de la technologie d'électrolyse de l'eau à grande échelle de Thyssenkrupp, est une réserve de contrôle primaire approuvée en Allemagne. Concrètement, cela signifie que les installations d'électrolyse peuvent servir de tampon à grande échelle pour compenser les fluctuations à court terme de la production d'énergie renouvelable. Pourtant, l'hydrogène vert n'est pas seulement un vecteur d'énergie propre, mais aussi un carburant pour un avenir durable dans le transport maritime, car l'hydrogène peut être facilement converti en électricité dans une pile à combustible.
Technologie des piles à combustible
Dans une pile à combustible, l'hydrogène et l'oxygène sont combinés pour produire de l'électricité, de la chaleur et de l'eau au moyen d'une réaction électrochimique. Une pile à combustible typique fonctionne en faisant passer l'hydrogène par l'anode de la pile et l'oxygène par la cathode. Un catalyseur divise les molécules d'hydrogène en électrons et en protons à l'anode. Les protons traversent la membrane électrolytique poreuse, tandis que les électrons sont forcés de passer par un circuit, générant un courant électrique et un excès de chaleur. À la cathode, les protons, les électrons et l'oxygène se combinent pour produire des molécules d'eau. Comme il n'y a pas de pièces mobiles, les systèmes de piles à combustible sont propres et silencieux. La technologie a beaucoup progressé depuis l'invention de la première pile à combustible par William Grove en 1838 et constitue désormais un moyen efficace et fiable de produire de l'électricité.
Une pile à combustible individuelle ne génère qu'environ 1,2 volts, soit à peine plus qu'une petite batterie de lampe de poche. Mais les piles à combustible peuvent être empilées les unes sur les autres pour générer des tensions plus élevées. Une pile à combustible composée de environ 4 000 piles individuelles fournira 80 KW de puissance. Pourtant, malgré les défis techniques liés à la mise à l'échelle de la technologie, les piles à combustible présentent un grand potentiel de propulsion pour les navires et les bateaux. de propulsion pour les navires et les bateaux, car elles constituent une source d'énergie totalement exempte d'émissions. source d'énergie entièrement exempte d'émissions, ce qui constitue un avantage essentiel pour le transport maritime. Comme le pétrole de soute à 3,5 % de soufre couramment utilisé 3,5 % de soufre et même le fioul à très faible teneur en soufre (0,5 % VLSFO) peuvent difficilement être qualifiés de respectueux de l'environnement. de l'environnement, les systèmes d'entraînement à pile à combustible alimentés par de l'hydrogène vert seraient un moyen d'améliorer considérablement la qualité de l'eau. l'hydrogène vert seraient un moyen d'améliorer sensiblement l'empreinte écologique du transport maritime. de la navigation.
Pionniers pilote
L'Allemagne est l'un des pays où la technologie de l'hydrogène vert a le plus progressé. Ce n'est pas seulement parce que Thyssenkrupp est le premier fournisseur mondial d'installations et d'équipements d'électrolyse de l'eau basés sur sa technologie avancée d'électrolyse de l'eau. À Laage, près de Rostock, l'un des principaux ports de la mer Baltique, un projet pilote a récemment été lancé pour une usine qui produira à terme 300 tonnes d'hydrogène vert par an grâce à la technologie de l'électrolyse de l'eau. L'exploitant affirme qu'il s'agira de la plus grande usine de ce type en Europe.
Projet "Wind-to-hydrogen
Les parcs éoliens en mer sont une source évidente d'énergie verte et un projet de transformation de l'énergie éolienne en hydrogène à grande échelle sur la côte nord-ouest de l'Allemagne, Westküste 100, vient de recevoir le financement nécessaire du ministère allemand des affaires économiques et de l'énergie. Le projet Westküste 100 vise à rechercher et à développer un processus de production d'hydrogène vert à partir de l'énergie éolienne offshore et à utiliser la chaleur et l'oxygène résiduels qui en résultent. "Le projet est unique car il utilise l'énergie éolienne offshore pour la production d'hydrogène à grande échelle. Seule l'énergie éolienne en mer peut fournir une source d'énergie verte renouvelable aussi fiable pour l'électrolyse", explique Volker Malmen, qui dirige les opérations allemandes d'Ørsted, le leader mondial de l'énergie éolienne en mer et la force motrice de ce projet.
Piles à combustible dans les navires
En octobre 2019, Meyer Werft, l'un des principaux chantiers navals de paquebots de croisière au monde, a annoncé que son navire de croisière AIDAnova, alimenté au GNL, testerait la technologie des piles à combustible comme système de propulsion en 2021. Cette initiative s'inscrit dans le cadre du projet de recherche Pa-X-ell2, dans lequel huit partenaires collaborent pour mettre au point un réseau énergétique décentralisé et un système énergétique hybride avec une nouvelle génération de piles à combustible pouvant être déployés sur des navires de passagers de haute mer. Cependant, comme tant de projets actuellement, l'impact économique de la crise du coronaire sur les navires de croisière et les chantiers navals comme Meyer Werft a laissé un point d'interrogation quant au calendrier de ce projet pilote.
Prêt pour l'avenir
Plusieurs types de navires fonctionnant à l'hydrogène sont en service depuis 2000. Outre les petits bateaux de passagers comme le ferry ALSTERWASSER à Hambourg, le ferry HYDROGENESIS à Bristol ou le NEMO H2 à Amsterdam, les taxis nautiques comme le DUFFY-HERRESTORFF et les yachts comme le bien nommé NO. 1, le tout premier yacht alimenté par une pile à combustible, l'une des applications les plus intéressantes de la technologie des piles à combustible se trouve dans les sous-marins allemands de type 212, qui sont entrés en service en 2005. La technologie des piles à combustible HDW installée dans ces sous-marins et dans les modèles ultérieurs est aujourd'hui le leader mondial des systèmes de propulsion non nucléaires pour sous-marins. Qui plus est, au début de 2020, Bill Gates aurait commandé le premier superyacht à hydrogène au monde. Cependant, aucune pile à combustible n'a été mise à l'échelle et utilisée sur de grands navires marchands.
GNL ou hydrogène vert ?
Du point de vue de la durabilité, le GNL a souvent été considéré comme le système de propulsion des navires de l'avenir. "Mais le gaz naturel n'est qu'une technologie de transition", déclare le professeur Gerd Hollback de l'Institut des transports terrestres et maritimes de l'Université technique de Berlin. Selon lui, l'avenir appartient à la technologie de l'hydrogène et des piles à combustible. L'Autorité portuaire de Rotterdam a été le premier port à rejoindre le Conseil de l'hydrogène, une association mondiale d'entreprises qui cherchent à stimuler l'utilisation de l'hydrogène. Allard Castelein, PDG de l'Autorité portuaire de Rotterdam, est sans équivoque : "L'hydrogène est le vecteur énergétique du 21e siècle". Benoît Potier, PDG d'Air Liquide et coprésident du Conseil de l'hydrogène, est tout aussi sûr : "Les décideurs politiques, le secteur des affaires et les investisseurs du monde entier considèrent que le développement de l'hydrogène est indispensable pour sortir de la récession économique actuelle suite à la pandémie."
