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L’hydrogène est-il la clé de la restructuration des réseaux de distribution existants ?

En avril, le fournisseur mondial d’énergie, de technologie et de services publics Hitachi Energy a annoncé un programme d’investissement de 1,5 milliard de dollars pour augmenter la production mondiale de transformateurs d’ici 2027. Les recherches sur le réseau électrique d’IDTechEx indiquent que les transformateurs sont un composant essentiel et un goulot d’étranglement potentiel pour les mises à niveau du réseau à grande échelle. . Ces améliorations sont essentielles à l’heure où la société passe d’un secteur des transports alimenté par des produits pétrochimiques transportés par camion-citerne à un secteur alimenté par l’électricité filaire. Dans son rapport de marché intitulé « Charge hors réseau pour les véhicules électriques 2024-2034 : technologies, références, acteurs et prévisions », IDTechEx explore les défis auxquels sont confrontés les réseaux publics dans le contexte de l’électrification des véhicules.

La restructuration des réseaux de services publics existants qui ont été construits principalement pour distribuer l’énergie des centrales électriques centralisées au charbon vers des systèmes capables de gérer une production accrue d’énergie renouvelable et l’adoption de véhicules électriques est un défi majeur que l’industrie et les politiques commencent à relever, selon le rapport. et Hitachi Énergie. L’investissement d’Hitachi Energy concerne une nouvelle usine en Finlande, qui, selon la société, devrait réduire les longs délais d’attente (actuellement plus de deux ans aux États-Unis) pour les transformateurs, qui sont essentiels pour réduire les lignes de transmission longue distance de la haute tension aux tensions utilisables. pour les clients finaux.

Cependant, certains endroits et situations existeront probablement toujours hors de portée du réseau et donc du réseau électrique. Les emplacements temporaires tels que les chantiers de construction, les festivals ou les sites industriels les plus ruraux pourraient ne jamais être économiquement ou techniquement viables pour des mises à niveau coûteuses du réseau. Au lieu de cela, ils devront se tourner vers la production d’électricité distribuée, a déclaré Hitachi. La technologie actuelle repose sur les générateurs diesel, qui sont considérés comme de plus en plus polluants et pourraient bientôt être interdits sur les chantiers de construction des centres-villes en raison des réglementations sur la pollution atmosphérique et sonore. De plus, charger des véhicules électriques « verts » pour la construction à partir d’un générateur diesel à forte teneur en carbone n’a aucun sens sur le plan environnemental. IDTechEx a étudié plusieurs options proposées pour la production d’énergie verte sur site, et une technologie se révèle être une candidate probable pour la construction et la production d’électricité temporaire : le générateur à pile à combustible à hydrogène, a indiqué la société.

Réutilisation des piles à combustible pour la production distribuée

La technologie des piles à combustible n’est pas nouvelle et son utilisation a été lancée dans les premiers programmes spatiaux. Les FCEV (véhicules électriques à pile à combustible) suscitent un intérêt constant en tant qu’alternative à un ravitaillement plus rapide et à une autonomie plus longue que les BEV (véhicules électriques à batterie). Cependant, les chiffres de vente suggèrent que les BEV dépassent considérablement les FCEV, et IDTechEx a déclaré qu’il s’attend à ce que le tout électrique à batterie devienne le groupe motopropulseur dominant à zéro net. Cependant, la société a déclaré qu’il y avait une dynamique croissante dans le domaine des générateurs à pile à combustible, qui réutilise la technologie des générateurs à pile à combustible et l’utilise pour produire de l’électricité à partir de l’hydrogène. Les générateurs à pile à combustible absorbent le H2, le combinent avec l’oxygène de l’air et produisent de l’électricité et de l’eau avec zéro émission de carbone et beaucoup moins de bruit qu’un générateur diesel.

Par rapport aux systèmes solaires/éolien intégrés, qui nécessitent une batterie sur site, les générateurs à pile à combustible peuvent utiliser l’énergie stockée sous forme d’hydrogène comprimé sur site. Des puissances élevées peuvent être générées en élargissant la pile à combustible, qui peut ensuite charger des véhicules électriques de construction de plus en plus grands ou un grand nombre de véhicules conventionnels. Ces générateurs offrent la promesse d’une énergie propre, non intermittente et évolutive. Selon les recherches d’IDTechEx, ils ont été utilisés sur des chantiers de construction électrique, des festivals, des courses de véhicules électriques longue distance et même pour la recharge rapide sur la voie publique. Hitachi Energy a déclaré qu’elle était l’une des dernières entreprises à investir dans les générateurs de piles à combustible à hydrogène, une industrie qui, selon IDTechEx, générera plus de 14 milliards de dollars d’ici 2034.

Le défi est un hydrogène abordable et respectueux de l’environnement

La promesse d’une électricité sur site sans carbone est séduisante ; cependant, l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement doit être pris en compte pour une évaluation précise des émissions et pour l’hydrogène, qui implique la méthode H2 ou « couleur ».

Si de l’hydrogène gris ou noir est utilisé, les générateurs d’hydrogène remplacent simplement les émissions au point d’utilisation à la source de production d’hydrogène et ne représentent pas de sérieuses réductions globales des émissions, a déclaré Mika Takahashi, analyste technologique chez IDTechEx. Si, en revanche, de l’hydrogène vert et renouvelable est utilisé, les émissions totales sont considérablement réduites. La question est alors : les opérateurs utiliseront-ils de l’hydrogène vert ou gris ? Cela dépend du coût et de la disponibilité, selon Takahashi. Actuellement, l’hydrogène vert est nettement plus cher, en partie à cause de l’inefficacité énergétique globale inhérente à sa production (environ 3 kWh d’énergie renouvelable créent 1 kWh d’équivalent H2). Dans la mesure où les utilisateurs finaux sont souvent des opérateurs commerciaux, les considérations OPEX sont susceptibles de prévaloir, et si le prix de l’hydrogène vert reste trop élevé, il semble peu probable qu’ils paient une prime significative.

Takahashi a déclaré que la disponibilité constitue un autre défi, car la production actuelle de H2 vert reste faible et concentrée au niveau régional. Selon les recherches d’IDTechEx, certaines entreprises de production de piles à hydrogène ont dû produire leur propre hydrogène vert pour approvisionner leurs clients, car personne d’autre ne peut produire les quantités requises. IDTechEx a déclaré que son rapport quantifie ces défis et donne un aperçu du marché en croissance des générateurs à pile à combustible ainsi que du contexte des défis du réseau électrique. La société a indiqué que son rapport explore également les quantités d’hydrogène vert nécessaires pour alimenter l’industrie de la construction électrique, qu’elle identifie comme l’une des applications clés des générateurs à pile à combustible. Les prévisions sont ventilées par taille de générateur et par région, ce qui entraîne un niveau élevé de granularité qui informe les lecteurs de ce marché.