La pile à combustible à hydrogène stationnaire étend le mix énergétique écologique pour les bâtiments
Les énergies hydraulique, solaire et éolienne sont les piliers d’une économie d’énergie verte, renouvelable, en Suisse. Dans la stratégie 2050, la Confédération étudie d’une manière plus intensive l’économie énergétique verte. La production croissante de courant solaire et éolien risque de provoquer un déséquilibre du système d’électricité suisse: la performance des installations d’énergie éoliennes et solaires est difficile à prévoir. Lorsqu’il y a beaucoup de vent et de soleil, la production d’électricité est supérieure aux besoins; lorsqu’il y a peu de vent et que le ciel est couvert, elle est insuffisante. De fortes variations soudaines, notamment en cas de surproduction, peuvent aboutir à une surcharge du réseau et à des pannes de courant.
Le recours à l’hydrogène écologique permet en partie d’équilibrer ces pics. L’énergie solaire et éolienne imprévisible n’est pas intégrée à 100 % directement dans le réseau, mais utilisée pour la production d’hydrogène via l’électrolyse. Lorsque la production d’énergie est faible en raison d’un manque de vent ou de la forte présence de nuages, par exemple en hiver (pénurie d’électricité hivernale), l’hydrogène généré de cette façon et entreposé est utilisé pour la conversion d’énergie.
Hälg Group étudie la pile à combustible à hydrogène stationnaire depuis 2020. Une équipe projet composée de membres de trois sociétés partenaires a été formée à cet effet: Osterwalder AG, à St-Gall, est chargée de la production d’hydrogène vert par le biais de l’énergie hydraulique et de son transport. H2Energy est un partenaire technologique et de production dans le domaine de la pile à combustible. Hälg Group, qui propose des systèmes techniques du bâtiment et d’énergie complets, planifie, réalise et encadre l’utilisation de la pile à combustible stationnaire dans les bâtiments et sur les aires. La vision de cette équipe projet est un réseau d’énergie idéal dans lequel l’hydrogène produit de façon écologique compense, en tant qu’accumulateur d’énergie, les insuffisances des autres énergies renouvelables. En fin de compte, ce sera un autre élément phare dans le cadre des efforts entrepris pour lutter contre le changement climatique et agir en faveur d’une plus grande indépendance énergétique de la Suisse.
Principe de fonctionnement d’une pile à combustible à hydrogène
Le principe de la pile à combustible à hydrogène date d’environ 200 ans. L’exploitation de l’hydrogène comme solution d’énergie alternative aux sources fossiles, a conduit ces dernières années au perfectionnement de la technologie de la pile à combustible. Le mode de production de l’hydrogène a un effet déterminant sur l’éco-compatibilité de la technologie. L’hydrogène «gris» est produit par dissociation de combustibles fossiles et avec du courant provenant d’énergies fossiles. L’hydrogène «vert» est généré par électrolyse de l’eau avec le sous-produit «oxygène», à l’aide de courant issu de sources d’énergie écologiques (énergie hydraulique, solaire et éolienne). En raison de l’utilisation exclusive d’hydrogène vert, la pile à combustible stationnaire assure une production écologique de courant et de chaleur.
A cet effet, de l’hydrogène et de l’oxygène sont réunis dans la pile à combustible. L’application d’une tension électrique entre une anode (pôle positif) et une cathode (pôle négatif) fait réagir les deux éléments pour former de la vapeur d’eau. Cela génère en plus de l’énergie électrique et de la chaleur. Ces dernières peuvent être directement utilisées pour l’alimentation de bâtiments et d’aires. L’eau produite n’est pas un déchet, mais utilisée dans le bâtiment pour les toilettes ou d’autres processus.
La pile à combustible à hydrogène est écologique parce qu’il n’y a pas de génération ou d’émission de substances nocives pendant la réaction chimique. Seule de la vapeur d’eau pure, pauvre en énergie et non nocive, est libérée sous forme de gaz. Le fonctionnement de la pile à combustible à hydrogène est de ce fait considéré comme sans émissions.
Que faisons-nous?
En collaboration avec le groupe Osterwalder et H2 Energy AG, Hälg Group propose, en tant que fournisseur de chaleur et d’électricité, des solutions intégrales d’énergie et de technique du bâtiment en combinaison avec des piles à combustible à hydrogène stationnaires. Notre équipe assure la planification, l’installation, la maintenance et le service après-vente et, selon les besoins du client, également l’exploitation de la solution d’énergie et de technique du bâtiment.
Les piles à combustible revêtiront à l’avenir une importance croissante pour la génération d’électricité et de chaleur. Hälg Group souhaite contribuer à la décarbonisation de l’environnement à travers l’utilisation de la pile à combustible à hydrogène stationnaire. C’est ainsi que l’entreprise a l’intention d’intégrer cette technologie dans le système du bâtiment en relation avec la technique du bâtiment CVCFSE et l’automatisation. Cela garantit une exploitation optimale et efficace énergétiquement. Parallèlement, Hälg Group et ses partenaires se chargent du perfectionnement continu du système.
La vision: un réseau d’énergie idéal
Les piles à combustible à hydrogène stationnaires ne sont pas une solution autonome. Elles offrent la meilleure efficacité dans un réseau d’énergie complet comprenant des systèmes pour l’électricité et la chaleur / le froid. Les producteurs d’énergie et consommateurs présentent une variété de technologies écologiques. En dehors des piles à combustible à hydrogène, celles-ci incluent les pompes à chaleur, la thermie solaire, l’énergie hydraulique, l’éolien, le photovoltaïque, mais aussi les accumulateurs électriques de courte durée et bornes de recharge pour véhicules électriques, qui peuvent également être utilisés comme accumulateurs d’énergie. D’autres solutions de stockage, de distribution et sources d’énergie «vertes» peuvent être ajoutées à tout moment.
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Kevin Wister
Chef de projet global / chargé de l’innovation
kevin.wister@haelg.ch
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