Focus sur la transition énergétique : Comment les électrolyseurs et le stockage peuvent réduire les coûts !

Focus sur la transition énergétique : Comment les électrolyseurs et le stockage peuvent réduire les coûts !

Des équipes de recherche de l'Université Leibniz de Hanovre (LUH) et de l'Institut de recherche sur l'énergie solaire de Hameln (ISFH) ont réalisé une étude approfondie sur l'utilisation des électrolyseurs et du stockage par batterie. L’objectif est d’analyser l’influence de ces technologies sur les coûts de la transition énergétique. L’un des plus grands défis consiste à adapter le système énergétique à la disponibilité fluctuante de l’énergie éolienne et solaire. Lorsqu’il y a une forte disponibilité éolienne et solaire, il y a un excédent d’électricité, tandis qu’en période de faible production (périodes sombres), il y a une pénurie d’énergie.

L’excès d’électricité peut être stocké dans des batteries ou converti en hydrogène par électrolyse. Cet hydrogène est principalement utilisé dans l’industrie. Un modèle développé spécifiquement à cet effet optimise désormais le système énergétique allemand et détermine la contribution des électrolyseurs et du stockage par batterie à une transition énergétique efficace. Le scénario optimisé montre que les électrolyseurs pour la production d'hydrogène devraient être principalement situés dans le nord venteux de l'Allemagne, tandis que le stockage des batteries est réparti uniformément dans toute l'Allemagne, avec un accent particulier sur le sud, où davantage d'électricité photovoltaïque est disponible.

Économies de coûts et efficacité accrue

Les prévisions indiquent qu'environ 35 % de l'électricité issue des énergies renouvelables devra être stockée ou convertie en hydrogène d'ici 2050. L'absence de mesures dans ce domaine pourrait augmenter le coût total de la transition énergétique jusqu'à 60 milliards d'euros. L'étude, soutenue financièrement par EWE AG, fournit des bases importantes aux décideurs politiques et économiques pour atteindre ces objectifs. Les retards dans l’expansion des usines d’hydrogène et du stockage peuvent également rendre beaucoup plus difficile la réalisation des objectifs climatiques.

Afin de garantir l’efficacité des électrolyseurs, une proportion spécifique d’électricité verte est cruciale. Selon l'agence de conseil en énergie Novaro, la part annuelle de l'électricité verte est actuellement de 60 pour cent, cette part dépassant 80 pour cent en 1.854 heures au cours de la période sous revue. Une « loi d’accélération de l’hydrogène » en cours d’élaboration fixe un seuil de 80 %, jugé trop élevé. L’optimum économique pour l’utilisation de l’hydrogène est un seuil de 70 pour cent, qui permet aux électrolyseurs de fonctionner jusqu’à 2 900 heures par an.

Les défis technologiques de l'électrolyse

L'électrolyse elle-même, un processus qui décompose les molécules d'eau en atomes d'hydrogène et d'oxygène, est confrontée à des défis importants. Des catalyseurs sont nécessaires pour lancer et accélérer ce processus. Cependant, les développements antérieurs dans ce domaine ont été largement infructueux, de sorte que les matériaux doivent fonctionner dans des conditions industrielles réelles pendant au moins dix ans. Le Dr Philipp Gerschel de l'Université de la Ruhr à Bochum décrit les difficultés liées à la sélection des matériaux et au développement de catalyseurs appropriés. Le professeur Doris Segets de l'université de Duisburg-Essen a particulièrement souligné la nécessité d'un flux de travail pour la comparaison des matériaux. Nous travaillons avec plusieurs institutions pour développer de nouveaux procédés d’électrolyse pouvant également se passer des métaux précieux.

Ces développements pourraient faire progresser la recherche sur les catalyseurs et permettre ainsi une production généralisée d’électrolyseurs au cours des dix prochaines années. Le projet de coopération comprend 18 chercheurs de diverses disciplines et institutions, dont l'Institut Max Planck pour la conversion chimique de l'énergie.

Dans l’ensemble, les recherches actuelles montrent une direction claire : l’utilisation ciblée des électrolyseurs et du stockage par batterie est cruciale pour une transition énergétique rentable et durable. L’étude complète est disponible en ligne et fournit des informations précieuses pour la future politique énergétique.

Pour plus d’informations sur les développements et les recherches actuels, veuillez visiter les liens suivants : Université Leibniz de Hanovre, Magazine PV, et Fraunhofer UMSICHT.