L’énergie hydraulique, l’énergie solaire et l’énergie éolienne sont les piliers d’une économie énergétique renouvelable et verte en Suisse. Dans sa stratégie énergétique 2050, la Confédération s’intéresse de plus près à l’économie énergétique verte. L’augmentation de la production d’énergie solaire et éolienne risque de déséquilibrer le système électrique suisse : lorsque le vent et le soleil sont abondants, la production d’électricité est supérieure aux besoins, alors qu’elle fait défaut en cas d’accalmie et de couverture nuageuse.
L’utilisation d’hydrogène écologique permet de compenser partiellement les fortes fluctuations d’énergie. L’énergie solaire et éolienne non planifiable n’est pas entièrement injectée directement dans le réseau, mais utilisée pour la production d’hydrogène par électrolyse. En période de pénurie d’énergie due à l’absence de vent et à une forte couverture nuageuse, par exemple en hiver (pénurie d’électricité en hiver), l’hydrogène ainsi produit et stocké temporairement dans des réservoirs est à nouveau utilisé pour produire de l’énergie.
Collaboration au sein d’une équipe de projet avec une vision commune
Hälg Group s’intéresse à la « pile à combustible à hydrogène » depuis 2020. Il fait partie d’une équipe de projet composée de trois entreprises partenaires : Osterwalder AG à Saint-Gall est partenaire pour la production d’hydrogène vert au moyen de l’énergie hydraulique et son transport. La société H2 Energy AG est un partenaire technologique et de production en matière de piles à combustible. Hälg Group planifie, réalise et assure le suivi de l’utilisation de la pile à combustible stationnaire dans les bâtiments et les sites.
La vision de cette équipe de projet est celle d’un réseau énergétique idéal dans lequel l’hydrogène produit de manière écologique comble les lacunes des autres énergies renouvelables en tant que stockage d’énergie. En fin de compte, il s’agira d’une nouvelle pièce de puzzle prometteuse dans les efforts de lutte contre le changement climatique et pour une plus grande indépendance énergétique de la Suisse.
En test pratique – un montage expérimental en collaboration avec l’Empa
L’utilisation d’une pile à combustible à hydrogène peut-elle réellement amortir les charges de pointe dans les réseaux électriques et l’énergie électrique et la chaleur sont-elles vraiment disponibles dans la quantité calculée ? C’est à ces questions que tente de répondre un projet précurseur lancé en octobre 2023 en collaboration avec l’Empa.
Le projet « h2 districts » étudie l’utilisation de piles à combustible à hydrogène stationnaires pour éviter les charges de pointe dans les systèmes énergétiques de quartier. Jusqu’à présent (septembre 2024), il a d’une part établi les bases d’exploitation ainsi qu’un modèle de simulation pour la conception et l’exploitation d’un tel approvisionnement en charge de pointe.
Pour les essais pratiques, une pile à combustible stationnaire a été installée en juin 2024 sur le campus de l’Empa à Dübendorf. Celle-ci a été raccordée à l’alimentation des bâtiments de l’Empa. Jusqu’en septembre 2025, les paramètres de fonctionnement et le potentiel d’économie de CO2 sont maintenant étudiés et évalués dans une application réelle.
Fonctionnement et impact environnemental de la pile à combustible
Dans une pile à combustible, les éléments hydrogène et oxygène sont réunis : En appliquant une tension électrique, ils réagissent et se combinent pour former de la (vapeur) d’eau. Il en résulte de l’énergie électrique et de la chaleur. Celles-ci peuvent être utilisées directement pour l’alimentation de bâtiments et de sites. L’eau produite dans le bâtiment peut être utilisée pour d’autres applications.
L’hydrogène nécessaire est produit par électrolyse : en utilisant de l’électricité, l’eau se divise en deux éléments, l’hydrogène et l’oxygène. Cette technologie est écologique grâce à l’utilisation d’hydrogène « vert ». Dans ce cas, l’électricité provient de sources d’énergie respectueuses de l’environnement telles que l’énergie hydraulique, solaire et éolienne.
Domaines d’application et types de bâtiments pour la pile à combustible
Les piles à combustible stationnaires conviennent à différents types de bâtiments et de zones à usages divers. Elles atteignent leur meilleur rendement dans un réseau énergétique global avec des interconnexions pour l’électricité et la chaleur/le froid. Outre les piles à combustible à hydrogène, cela comprend les pompes à chaleur, l’énergie solaire thermique, l’énergie hydraulique, l’énergie éolienne, l’énergie photovoltaïque, mais aussi le stockage à court terme des batteries et les stations de recharge électrique pour les véhicules – qui peuvent également être utilisées pour stocker l’énergie.
Avantages de la solution domotique des piles à combustible à hydrogène
- Production d’énergie respectueuse de l’environnement, car exempte de CO₂, en cas d’achat d’hydrogène « vert ».
- Construction modulaire : à partir de 80 kW électrique / 78 kW thermique, modulable à volonté.
- Besoin de puissance réduit pour la pompe à chaleur.
- Réduction des besoins en électricité du réseau ainsi que des coûts de puissance et de raccordement.
- Réduction des besoins en électricité en hiver, de la charge du réseau, des lacunes en électricité en hiver.
- Alimentation de secours dans le bâtiment : autonomie partielle ou totale possible.
Ce que nous offrons
Le Hälg Group propose, en collaboration avec le groupe Osterwalder Groupe et H2 Energy AG, une solution intégrale d’énergie et de technique du bâtiment en combinaison avec des des piles à combustible à hydrogène stationnaires comme fournisseur de chaleur et d’électricité. Notre équipe s’occupe s’occupe de la planification, de l’installation, de la maintenance et du service.
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Kevin Wister
Chef de projet global / chargé de l’innovation
