un nouveau venu dans le secteur de l’énergie – pv magazine France

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Le marché de la production d’hydrogène vert à partir de l’électrolyse arrive à maturité alors que les développeurs peinent à répondre à la demande future prévue. Nicolas Chouleur, associé chez Everoze, et Sacha Lepoutre, référent du développement de l’activité hydrogène chez Neoen, discutent d’une étude de cas qui vise à montrer que le cumul de différentes sources de revenus peut améliorer l’économie des projets d’ énergie renouvelable.

Selon les scénarios « net-zero » proposés par l’Agence internationale de l’énergie et la Commission pour la transition énergétique (ETC), l’hydrogène devrait satisfaire entre 15 et 20 % de la demande mondiale d’énergie finale en 2050, le tout étant une demande de faible consommation. Charbon. Cela ferait passer la demande d’hydrogène de moins de 80 tonnes aujourd’hui à plus de 1 000 tonnes d’ici le milieu du siècle, créant une énorme opportunité pour les énergies renouvelables, en particulier le solaire photovoltaïque. De plus, on peut noter que d’importants volumes d’hydrogène décarboné issus d’une production excédentaire d’énergies renouvelables pourraient contribuer à décarboner l’économie et permettre ainsi aux États d’atteindre leurs objectifs de neutralité carbone.

Avant même que nous sachions à quel point le rôle à long terme de l’hydrogène à grande échelle sera important dans le stockage à long terme des réseaux électriques, la production d’hydrogène vert à partir d’électrolyseurs à moyenne échelle offre un potentiel considérable à court terme. Cependant, il est essentiel de rendre viable ce modèle économique pour aider à résoudre les problèmes d’intégration des énergies renouvelables dans le réseau.

À ce jour, l’hydrogène vert provenant d’électrolyseurs alimentés par des énergies renouvelables est utilisé en petits volumes dans des projets de démonstration, mais la technologie est en bonne voie d’atteindre sa maturité commerciale. Une question demeure : qu’est-ce qui rendrait la colocalisation de l’électrolyse et de la production d’énergie renouvelable financièrement intéressante ?

Résultat net d’équilibrage

RTE, le gestionnaire du système de transport, assure la stabilité du réseau en équilibrant la production et la demande d’électricité. RTE propose actuellement trois services d’équilibrage du réseau, qui diffèrent par le temps d’activation requis, la durée et l’occurrence du service, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Certains électrolyseurs peuvent fonctionner en dessous de leur capacité nominale et donc adapter leur demande dans un sens ou dans l’autre selon les besoins du réseau. Cette capacité, et comme certains constructeurs, leur permet de participer à l’équilibrage du réseau par le biais de concours. Une sauvegarde primaire et secondaire est nécessaire chaque jour pour équilibrer la fréquence du réseau ; le marché de capacité n’est nécessaire que pendant les mois de l’année où l’offre est plus tendue et garantit qu’il y a toujours suffisamment d’offre pour répondre à la demande. Ces électrolyseurs produiraient de l’hydrogène avec une plus grande efficacité lorsqu’il y a une grande quantité d’énergie qui pourrait autrement être réduite, et diminueraient la production lorsque l’offre renouvelable est plus limitée et que le marché est saturé.

Bien que n’étant pas l’objectif principal d’un électrolyseur, la capacité de desservir le réseau peut générer des flux de revenus supplémentaires et améliorer considérablement l’économie d’un projet photovoltaïque ou éolien en conjonction avec la production d’hydrogène.

Augmentation du TRI

Dans le cadre de son mémoire de maîtrise, Sacha Lepoutre a analysé la capacité d’un électrolyseur à rendre des services au réseau en le couplant à une centrale photovoltaïque ou éolienne. La valeur économique potentielle d’un projet pilote commercial a été quantifiée. Les scénarios modélisés étaient : « solaire + stockage », avec une partie de l’électricité fournie par le réseau, ainsi que « solaire + réseau » et « éolien + réseau », avec l’électricité du réseau garantie comme renouvelable par des certificats verts (GO ou garantie d’origine).

Les résultats de cette analyse sont présentés dans le graphique ci-dessus, qui représente le Taux de Rentabilité Interne (« TRI ») obtenu pour chaque scénario avec un prix d’achat de l’hydrogène fixé à 7 €/kgHdeux.

Plusieurs conclusions peuvent être tirées de cette analyse. La principale est que la présence d’un électrolyseur pour fournir un ou plusieurs services au réseau améliore la rentabilité, avec une augmentation systématique du TRI du projet quel que soit le type d’énergie renouvelable auquel il est associé. Les revenus des services réseaux contribuent jusqu’à 10% des revenus totaux du projet pour un faible investissement supplémentaire par rapport à un projet EnR. De plus, sur le marché français et dans ce cas précis, alimenter l’électrolyseur avec de l’énergie éolienne peut être plus efficace qu’avec de l’énergie solaire. Enfin, des TRI plus élevés sont observés pour les électrolyseurs uniquement réservés et non activés dans la réserve secondaire.

En d’autres termes, bien que ce ne soit pas l’objectif principal d’un électrolyseur, la capacité de desservir le réseau peut générer des flux de revenus supplémentaires et améliorer considérablement la rentabilité d’un projet solaire photovoltaïque ou éolien. Les électrolyseurs de petite et moyenne taille pourraient ainsi devenir un nouvel acteur majeur sur le marché des services réseaux. L’impact potentiel sur les modèles commerciaux de stockage de batteries et la pression économique sur les revenus des services de réseau justifient une étude plus approfondie.

Cependant, des obstacles importants subsistent pour parvenir à des systèmes bancables. Bien que plusieurs projets innovants aient vu le jour récemment et que la faisabilité de tels projets soit mentionnée par les industriels, les commentaires sur l’expérience pratique des projets de démonstration réels font actuellement défaut. De plus, à ce jour, l’absence de définition réglementaire de l’hydrogène « renouvelable » ou « à faible émission de carbone » ajoute une incertitude importante aux sources de revenus potentielles explorées ici.

Limiter la production d’énergie renouvelable est déjà un problème, et ce problème s’aggravera rapidement en l’absence de sources de demande à grande échelle et économiquement viables qui peuvent augmenter lorsqu’une surabondance d’énergie renouvelable devient disponible. A terme, les électrolyseurs pourraient bien répondre en partie à cette demande.

À propos des auteurs

Après un diplôme d’ingénieur mécanique à l’EPFL, Sacha Lepoutre a poursuivi un master dans le cadre du programme Sustainable Energy Futures à l’Imperial College London spécialisé dans les énergies renouvelables.. Il est actuellement en charge du développement de l’activité hydrogène en France pour Neoen, premier producteur français indépendant d’énergies exclusivement renouvelables.

Nicolas Chouleur est associé chez Everoze, cabinet de conseil technique et commercial en énergie spécialisé dans les énergies renouvelables, le stockage d’énergie et la flexibilité énergétique. Depuis 2006, elle se consacre à la conception, la construction et l’exploitation de tous types de systèmes solaires photovoltaïques à travers le monde, des installations résidentielles aux centrales au sol.

Les vues et opinions exprimées dans cet article sont celles de l’auteur et ne reflètent pas nécessairement celles de magazine pv.

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