Comment le stockage de l’énergie verte peut favoriser le développement des énergies renouvelables
L’énergie éolienne et l’énergie solaire nous fournissent une électricité propre à partir de ressources naturelles, ce qui réduit notre dépendance aux combustibles fossiles polluants, souvent importés. Toutefois, la production d’énergie éolienne et solaire est variable, car elle dépend de l’ensoleillement et du vent, et ne correspond donc pas toujours à la demande.
Stocker l’énergie grâce à l’hydrogène vert
«La transition vers une énergie verte ne passe pas uniquement par le développement de technologies propres», souligne Angela Mary Thomas, coordinatrice du projet AMBHER(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), mené par Tecnalia(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne. «Elle exige également des solutions de stockage innovantes.» Le stockage de l’hydrogène vert est l’un des moyens de faciliter cette transition. L’électricité renouvelable excédentaire peut être convertie en hydrogène par électrolyse, lequel peut ensuite être stocké, transporté et utilisé ultérieurement dans des piles à combustible, dans les transports ou dans des procédés industriels. «La principale difficulté du stockage de l’hydrogène vert tient à sa faible densité énergétique volumique», explique Angela Mary Thomas. «Le stockage direct de l’hydrogène nécessite généralement des matériaux spécialisés ou des réservoirs à haute pression, souvent à très basse température. La conversion de l’hydrogène en molécules simples, comme l’ammoniac, peut faciliter le stockage à long terme, mais la conversion et la récupération entraînent également des pertes d’énergie et requièrent des équipements supplémentaires.»
Stocker l’hydrogène à l’aide de RMO et d’ammoniac
Financé par l’UE, le projet AMBHER entend faire progresser le développement de ces technologies de stockage de l’hydrogène, à court comme à long terme, et poser les bases de leur commercialisation future. Pour ce faire, le projet a réuni un consortium de 16 partenaires issus de six pays, dont les domaines d’expertise vont de la science des matériaux appliquée à la production d’énergie à grande échelle. Pour le stockage à court terme, l’équipe a développé de nouveaux réseaux métallo-organiques (RMO) à porosité extrêmement élevée. Les RMO sont des matériaux poreux dont la structure en forme de cage est constituée d’ions métalliques reliés par des molécules organiques auxquelles l’hydrogène peut se fixer. Ces RMO peuvent être intégrés à des réservoirs de stockage spécialement conçus pour les applications dans les transports. Le stockage de l’hydrogène à long terme repose notamment sur la production sûre et durable d’ammoniac. À cette fin, de nouveaux catalyseurs et membranes ont été développés pour être intégrés à des réacteurs à membrane afin d’intensifier les procédés. Les travaux visaient à optimiser l’utilisation des ressources et à réduire le coût de synthèse des matériaux, afin de limiter les besoins en matériaux et en énergie tout en renforçant la compétitivité industrielle européenne. «Nous avons ainsi fait progresser des approches complémentaires du stockage de l’hydrogène, adaptées à différentes durées», explique Angela Mary Thomas. «Ces avancées peuvent contribuer à rendre les chaînes de valeur des matières premières plus résilientes, durables et sûres, en renforçant les capacités européennes de conception et de fabrication de catalyseurs avancés, de membranes et de matériaux nanoporeux.»
Vers un système énergétique européen neutre pour le climat
Le projet a démontré la viabilité des solutions de stockage proposées. AMBHER constitue ainsi une avancée concrète vers un système énergétique européen sûr, circulaire et climatiquement neutre. Le projet fournit également une base technologique pour les démonstrations industrielles et le déploiement commercial à venir. La mise en œuvre du projet a permis d’identifier plusieurs difficultés techniques liées au développement des matériaux. Selon la feuille de route technologique d’AMBHER, il faudra entre sept et onze ans pour commercialiser les deux solutions. Cela nécessitera des investissements continus dans le développement de nouveaux matériaux, du laboratoire jusqu’à leur mise sur le marché. Les développeurs des technologies AMBHER souhaitent valoriser les deux solutions de stockage grâce au dépôt de brevets, à la conception industrielle et à des accords de licence portant sur les matériaux et les procédés développés. La synthèse de l’ammoniac pourrait également être mise en œuvre directement dans l’industrie au moyen de systèmes intégrés de réacteurs catalytiques à membrane. Des accords de licence ou de transfert de technologie pourraient ainsi être conclus avec des producteurs d’ammoniac et des fournisseurs de technologies.
