Comment cette étonnante centrale solaire produit de l’hydrogène vert ?

Prisé comme levier vers la neutralité carbone, l’hydrogène vert fait une très timide apparition dans le secteur énergétique. Parmi les entreprises engagées dans sa fabrication, il y a Fusion Fuel qui a récemment annoncé la mise en service d’un site de production d’hydrogène à partir d’une centrale solaire photovoltaïque à concentration au Portugal.

H2Évora est un projet de centrale solaire hybride hydrogène déployé par Fusion Fuel au Portugal. Le site est opérationnel depuis des mois, mais il vient récemment d’être connecté au réseau électrique national. Grâce à H2Évora, Fusion Fuel sera désormais en mesure de vendre de l’énergie lorsque la demande augmentera. À travers cette centrale et d’autres projets en cours, l’enseigne veut accélérer la transition énergétique en contribuant à réduire les émissions de CO₂.

Le projet H2Évora est localisé à Évora, dans la région d’Alentejo au Portugal. Il est constitué d’une quinzaine de générateurs prévus pour fournir une moyenne de 15 tonnes d’hydrogène vert par an. Le système comprend en premier lieu des panneaux solaires photovoltaïques à concentration (CPV), une technologie rarement employée dans le monde. Ces CPV permettent de concentrer un flux de lumière élevé vers les cellules photovoltaïques, et par conséquent d’afficher un rendement électrique plus important. À l’arrière de chaque panneau est disposé un générateur d’hydrogène solaire

Les générateurs contiennent des électrolyseurs miniaturisés développés par l’entreprise Fusion Fuel elle-même. Ils interviennent directement dans le processus de production d’hydrogène en brisant les molécules d’eau pour obtenir du dihydrogène et de l’oxygène séparément. L’hydrogène traverse ensuite des étapes de purification et de compression via des systèmes dédiés avant d’être stocké.

L’installation est raccordée à un module de piles à combustible FCWave développé par l’entreprise canadienne Ballard Power. Le module d’une capacité de 200 kW servira à transformer l’énergie chimique de l’hydrogène en électricité.

Quelle technologie derrière le projet ?

HEVO est le nom des générateurs d’hydrogène utilisés dans le projet H2Évora. Conçus par Fusion Fuel, ils sont munis d’électrolyseurs miniaturisés à membrane échangeuse de protons. Parce qu’ils se posent directement sous les plaques photovoltaïques, ces mini électrolyseurs s’affranchissent des pertes d’énergie liée au transport.

D’ailleurs, en cas de perte de chaleur, les générateurs sont capables de récupérer les calories perdues et de les réutiliser. En effet, au moyen d’échangeurs de chaleur dont ils sont équipés, les générateurs peuvent préchauffer l’eau d’alimentation. Cela permet de réduire la charge électrique dont les électrolyseurs ont besoin pour produire de l’hydrogène.

La question du rendement

La production et la transformation de l’hydrogène ne rejettent pas de gaz à effet de serre, mais le rendement de ces opérations pose question. En 2020, l’ADEME précisait que le rendement global d’une pile à combustible était d’environ 25 %. Les meilleurs résultats procurés par d’autres études ne vont pas au-delà de 38 % de rendement. La grande majorité de l’électricité mobilisée pour fabriquer de l’hydrogène est donc perdue dans la conversion.

De manière générale, l’hydrogène vert peine encore à s’instaurer sur le marché en raison de son coût très élevé. L’hydrogène gris et noir, obtenus du gaz, pétrole et charbon, sont beaucoup moins chers et résultent de techniques d’extraction matures, développées pendant des dizaines d’années. C’est donc un grand défi qui attend ceux qui se lancent dans la production d’hydrogène vert.

Pour sa part, Fusion Fuel a particulièrement misé dans sa technologie HEVO. Le fait que ces électrolyseurs soient modulables et miniaturisés implique une révision de la méthode de production d’hydrogène. À travers cette technologie, l’enseigne espère ainsi ouvrir une porte vers une production verte à un prix compétitif.