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L’électrolyse est-elle moins chère en offshore ? Siemens Energy et le projet H2Mare le découvriront

Dans un futur parc éolien, loin en mer, chaque éolienne pourrait disposer de tous les systèmes nécessaires pour produire de l'hydrogène sur une plate-forme fixée à la tour de l'éolienne. L'hydrogène provenant de plusieurs turbines serait acheminé par pipeline vers une plate-forme Power-to-X [à gauche] où le gaz serait utilisé pour produire des carburants tels que le méthane ou le méthanol.

Imaginez cet espoir, et pas impossible, un scénario énergétique pour 2040. De nombreux pays ont atteint leurs objectifs climatiques et sont en passe d’être totalement neutres en carbone. Les parcs éoliens et solaires produisent une grande partie de leur énergie. À l'époque comme aujourd'hui, des parcs éoliens fonctionnaient au large des côtes du monde, mais tous ces sites offshore ne sont pas reliés au continent par des câbles électriques sous-marins.

Certains parcs éoliens sont plutôt situés en grappes à plus de 100 kilomètres au large. Il s’agit d’îlots de production hautement automatisés qui convertissent directement l’énergie éolienne en hydrogène, et quelques-uns d’entre eux transforment le gaz en carburants et autres biens. Dans ces clusters, les éoliennes sont intégrées à des électrolyseurs qui génèrent de l'hydrogène à partir d'eau de mer dessalée. Les usines chimiques installées sur des plateformes dédiées traitent ensuite une partie de l'hydrogène, en le combinant avec de l'azote pour produire de l'ammoniac, ou avec du dioxyde de carbone pour produire des substituts aux combustibles fossiles.

Des navires accostent régulièrement sur ces plates-formes offshore pour livrer les matières premières et emporter les carburants et les biens produits, mais tous les processus sont entièrement automatisés et largement autosuffisants. Un jour, même les navires eux-mêmes pourraient être autonomes. De retour à terre, les techniciens de service assistent les opérations à distance et ne doivent prendre la mer que quelques fois par an pour vérifier les machines et effectuer des réglages.

Cela ressemble désormais à de la science-fiction, mais des efforts majeurs sont déjà en cours pour démontrer les technologies nécessaires à la réalisation de cette vision. La majeure partie de l’activité se déroule en Europe, où il existe au moins 10 grands projets éoliens et hydrogène offshore, y compris des systèmes de démonstration en cours de construction ou prévus en mer du Nord, dans l’Atlantique et au large des côtes irlandaises. En France par exemple, le producteur d'hydrogène Lhyfe mène un projet pilote baptisé SEM-REV au large de Saint-Nazaire, qui produit de petites quantités d'hydrogène depuis septembre 2022.

Coût de l’hydrogène vert aujourd’hui. Hydrogène conventionnel ou gris : 1,50 $ à 2,00 $

Une société britannique, ERM, prévoit de lancer un projet de démonstration de 10 mégawatts appelé Dolphyn au large des côtes d'Aberdeen, en Écosse, en 2026. La société suédoise Vattenfall vise à construire un démonstrateur d'éolienne offshore produisant de l'hydrogène dans le même zone. Le Danemark prévoit de créer une île à hydrogène conçue pour générer environ 1 million de tonnes d'hydrogène en mer à partir de 2030. Et la société norvégienne H2Carrier a récemment reçu l'approbation de principe pour son concept d'unité de production flottante à l'échelle industrielle pour produire de l'ammoniac vert en mer.

À plus long terme, la Californie, la province canadienne de la Nouvelle-Écosse, le Japon et l’Australie occidentale se tournent tous vers la mer pour répondre à leur demande en hydrogène.

Chez Siemens Energy, nous travaillons avec un consortium de 32 partenaires issus de l'industrie et du monde universitaire sur un projet éolien et hydrogène appelé H2Mare. Ensemble, Siemens Energy et Siemens Gamesa investissent un total de 120 millions d'euros dans cette technologie. H2Mare a débuté en 2021 et se poursuivra jusqu'en 2025. D'ici là, nous prévoyons d'avoir testé un système d'électrolyse offshore de 5 MW et une chaîne de processus complète pour la production de carburant à une échelle d'environ 50 litres par jour. Nous espérons également démontrer la viabilité d’autres concepts et systèmes clés, ainsi que la capacité de ces systèmes à interagir les uns avec les autres de manière fiable dans l’environnement marin difficile.

H2Mare est l'un des trois projets phares sur l'hydrogène qui ont reçu un financement total de 700 millions d'euros de la part du ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche. Et l’Allemagne n’est pas le seul pays à investir dans les technologies de l’hydrogène. Même une simple lecture de la presse économique pourrait vous convaincre que le monde est tombé amoureux de cette molécule. L'Union européenne a approuvé un financement de plus de 10 milliards d'euros pour des projets industriels liés à l'hydrogène. Le ministère américain de l’Énergie a dépensé plus de 9 milliards de dollars américains pour développer une économie de l’hydrogène, nombre de ses initiatives étant spécifiées dans la loi sur la réduction de l’inflation de 2022. À la mi-2022, l’Agence internationale pour les énergies renouvelables a dénombré 32 pays ayant adopté des stratégies en matière d’hydrogène et 11 autres qui préparaient de tels plans.