INSTITUT DE RECHERCHE ET DE FORMATION PARIS-SACLAY EFFICACITÉ ÉNERGETIQUE - MEMBRE DE L'ATEE

Flexibilité

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Introduction

puce Au même titre que les zones urbaines et avec un effet de taille avantageux, les industries peuvent constituer des smart factories au sein du smartgrid. Elles représentent une capacité d’effacement électrique et de stockage d’énergies de différentes sources fiables et moins coûteuses notamment par effet d’échelle par rapport au domestique.

puce Dans la réflexion des usines du futur, l’intégration de la flexibilité, en particulier énergétique, dans les critères de conception ou de reconception des unités industrielles est également une thématique clé du programme de recherche.

puce La gestion intelligente des sources énergétiques et du procédé constituent également une source d’efficacité économique et énergétique pour les usines flexibles.

puce Le stockage d’énergie est une voie de flexibilité permettant d’assurer une gestion temporelle optimisée des réseaux énergétiques (chaleur et électricité). Compte tenu des contraintes et des opportunités, à la fois énergétiques et environnementales, les industriels doivent intégrer plus de flexibilité dans leurs usines ainsi que se tourner vers les nouveaux marchés de l’énergie. Compte tenu de leur périmètre industriel, PS2E et ses partenaires s’intéressent principalement au stockage chimique et thermique.

puce L’institut développe des solutions de stockage et de conversion d’énergie pour assurer une gestion optimale des réseaux énergétiques pour :
- développer et évaluer la pertinence des solutions de stockage et de conversion d’énergie électrique en hydrogène et en carburants de synthèse ;
- développer les solutions de stockage thermique pour favoriser la récupération d’énergie dans les procédés discontinus (intégration énergétique).

Le projet de recherche PS2E :

  Avec ses partenaires, PS2E a lancé un projet de recherche dans le domaine de l’électrolyse de l’eau.

Projet FLEXIPEM

L’électrolyse de l’eau est une des voies intéressantes du stockage d’électricité renouvelable, par la production d’un hydrogène « bleu » valorisable sous plusieurs formes, dont la mobilité propre. PS2E et ses partenaires étudient différentes technologies d’électrolyse de l’eau, notamment les plus innovantes que sont la technologie PEM (Proton Exchange Membrane) et la technologie SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell).

La technologie PEM est une des technologies prometteuses de la transition énergétique. Elle devrait permettre de produire de l’hydrogène, vecteur énergétique sans carbone, dans des conditions de plus en plus flexibles. Alors que des électrolyseurs, déjà disponibles sur le marché fonctionnent en mode quasi-stationnaire, le projet FLEXIPEM vise à qualifier au niveau système, les performances en fonctionnement intermittent (transitoire) de ces équipements.

En effet, les industriels se trouvent face à des marchés émergents, et souhaitent se positionner au mieux sur l’économie de l’hydrogène, la mobilité et le stockage chimique en réponse aux services au réseau électrique. D’où la nécessité d’acquérir une compréhension fine des performances actuelles des électrolyseurs de l’eau PEM et de leur potentiel d’amélioration, en particulier :
- Identifier le potentiel de cette technologie par rapport aux enjeux des marchés visés (plusieurs centaines de MW de capacité en cours de développement), et aux technologies concurrentes (alcaline et SOEC).
- Valider un coût de l’hydrogène réaliste et concurrentiel (< 5€/kg produit, en maitrisant Capex et Opex).
- Evaluer les risques de dégradation associés aux usages visés, qui pourraient peser à la fois sur les coûts d’exploitation et sur la sécurité.