P2G par électrolyse une solution de stockage flexible , Powertage, Zurich Dirk Schönberger, Siemens SA, PD LD HY

Documents pareils
Stockage de l énergie renouvelable et de production d hydrogène

Le biogaz en France et en Allemagne Une comparaison. Journées méthanisation, 4 novembre 2014, Chambéry

Traçant le chemin vers l Electrification de l Automobile - Les Véhicules à Pile à Combustible de GM

Smart Energy Day 2013 Les expériences réseaux d un distributeur suisse

L éolien en Allemagne, une réalité industrielle. Retour d expérience

Gaz naturel, électricité et services

Aperçu du marché des énergies renouvelables en Allemagne en 2013

Étude sur le potentiel du stockage d énergies

Supporting deployment of low-carbon technologies in the ETC and SEMED regions

Système ASC unitaire triphasé. PowerScale kva Maximisez votre disponibilité avec PowerScale

Centrale électrique hybride ENERTRAG. Centrale électrique hybride. Description succincte

solutions sun2live TM

L injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel

1. INTRODUCTION. H. Tebibel *, B. Mahmah et W. Bendaïkha

Le stockage de l'énergie : des nouvelles perspectives de performance énergétique pour les industriels?

Leader belge en énergies renouvelables. Etudes de financement, conception, installation, exploitation et maintenance

rendement réel de formation et effectivite, examens et contrôles, l enseignement spécifique dans les domaines

SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES D AVENIR

Modèles d entreprise pour l autoconsommation du PV dans l industrie en Allemagne

Énergie décentralisée : La micro-cogénération

23, , en % du chiffre d affaires net 4,4 5,3 8,4 3,0. Investissements / Désinvestissements nets

GDF SUEZ. Branche Energie Europe et International. Jean-Pierre Hansen

RELAIS STATIQUE. Tension commutée

Le Stockage d énergie. Technologies. Conversion d énergie en gaz combustible. Le Stockage d énergie - C. Bouallou (Dir.) (Dir.

E-SER : Electricité produite à partir de sources d énergie renouvelables

Développement durable et entreprises l expérience allemande

DS 400 mobil Enregistreur à écran mobile à prix avantageux

Le stockage chimique de l'énergie : développement d'une filière hydrogène ou renforcement de la filière méthane?

Café Sciences et Citoyens de l Agglomération Grenobloise. Eolien et solaire: comment gérer l'intermittence?

100 % énergies renouvelables le projet Kombikraftwerk. Undine Ziller Agentur für Erneuerbare Energien 16 juin 2011

Euro-Supergrid avec connexion EU-MENA : Schéma d une infrastructure possible pour un approvisionnement électrique durable en EU-MENA.

Production électrique : la place de l énergie éolienne

dena Les associés de la Deutsche Energie-Agentur. 8 % 8 % 8 % Direction République fédérale d Allemagne Allianz SE Deutsche Bank AG DZ BANK AG

Une onzième machine pour 200 mégawatts supplémentaires de courant de pointe

Rencontre des savoirs. L énergie électrique est-elle bien adaptée à une mobilité durable?

Siemens fournit 150 éoliennes pour le plus vaste projet éolien offshore des Pays-Bas

Étude sur le potentiel du stockage d énergies

«L apport des réseaux électriques intelligents»

CONCEPT H 2 ZERO ENERGY ZERO EMISSION

station service économies (durables) Green up Borne de recharge pour e-mobility

3CB La Centrale à Cycle Combiné de Bayet

ÉTUDE SUR LE POTENTIEL DU STOCKAGE D ENERGIES

UMG 20CM. UMG 20CM Appareil de surveillance des circuits de distribution avec 20 entrées et RCM. Analyse d harmoniques RCM. Gestion d alarmes.

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Evolution du mix électrique en France - Qui paiera?

Production d électricité d origine renouvelable (Projets réalisés) Octobre 2014

Thermostate, Type KP. Fiche technique MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Pôle Performance Industrielle Durable. Page 1 Rencontre SEE Le 20/05/2014 Lille. Innover

Le gaz de schiste «pertubateur» du marché de l électricité? Jacques PERCEBOIS Directeur du CREDEN Professeur à l Université de Montpellier I

La place du charbon dans le mix électrique

Géothermie et stockage: quo vadis? Pascal Vinard

Situation actuelle de l utilisation de l énergie éolienne offshore en Allemagne

V112-3,0 MW. Un monde, une éolienne. vestas.com

POWER + SA Series 10kVA-40kVA & "POWER kVA-20kVA. Notre alimentation Votre confiance

Pour une harmonisation des méthodes et des paramètres économiques. de comparaison entre les filières de production ou d économie d énergie

La transition énergétique L Energiewende allemande. 7 Conclusions clés. Une initiative de la Fondation Heinrich Böll Publié le 28 novembre 2012

LE CHAUFFAGE À LA BIOMASSE:

Réduction de la consommation énergétique des datacenter : optimisation du conditionnement d air, influence de. l architecture

Biogaz et méthanisation

Défis du secteur de l énergie électrique face aux besoins de développement du pays

Allemagne: une économie en croissance, des émissions en déclin

Rôle des centrales de pompage-turbinage dans l approvisionnement en électricité

hydrogène au service des énergies renouvelables

Smart grids for a smart living Claude Chaudet

C3. Produire de l électricité

«L initiative 1000 MW» un projet qui vise la réalisation de 14 sites de production de l électricité à partir des énergies éoliennes.

Fronius IG. Onduleurs centraux PV POWERING YOUR FUTURE

Notion d électricité

SALON ENEO 15/02/2011 Retour d expd du quartier de la Caserne de Bonne E. HUARD, S. ORAIN, T. HEIMO

Toujours pionnier, Opel fait progresser la mobilité électrique

DP 500/ DP 510 Appareils de mesure du point de rosée mobiles avec enregistreur

Fronius IG. Onduleurs centraux PV POWERING YOUR FUTURE

CONSOMMATION ET PRODUCTION D ELECTRICITE EN ALLEMAGNE. Bernard Laponche 2 juin 2014 * Table des matières

Question Christa Mutter Examen d alternatives à l investissement dans la centrale à charbon de Brunsbüttel

Réduire sa consommation d énergie dans les entreprises industrielles

Le pétrole fournit 40% de l énergie mondiale. C est lui qui a régulé jusqu à présent le prix de l énergie.

ANALYSE. La transition énergétique allemande à la recherche de son modèle

Dossier de presse. Septembre 2013

POOL ÉNERGÉTIQUE. L OUEST : Planification et perspectives pour les énergies renouvelables

Equilibre offre-demande du système électrique : vers la naissance d un marché de capacités

HOPITECH Loi NOME, quels sont les nouveaux enjeux?

Information Equipment

Responsabilité sociale et environnementale POLITIQUE SECTORIELLE PRODUCTION D ELECTRICITE A PARTIR DU CHARBON

Origine du courant électrique Constitution d un atome

CENTRALES HYDRAULIQUES

Jörg Mühlenhoff Agentur für Erneuerbare Energien Agence pour les Energies Renouvelables Paris, ENS, 14 avril 2011

«La sécurité d investissement comme préalable à un approvisionnement fiable» Le 5 octobre 2011 Foire du Valais, Journée de l énergie

Protect 5.31 Sortie monophasée 10kVA 120kVA Protect 5.33 Sortie triphasée 25kVA 120kVA. Alimentations Statique Sans Interruption

La relève de chaudière, une solution intermédiaire économique et fiable.

Infos. Indicateurs analogiques encastrables pour installation à courants forts. Série M W/P/ LSP BWQ BGQ TP TG WQ /0S WQ /2S FQ /2 W BI BIW DFQ

Étude technico-économique du stockage de l électricité

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

La Belgique peut sortir du nucléaire plus vite que prévu!

ETUDE DE LA SECONDE VIE DES BATTERIES DES VEHICULES ELECTRIQUES ET HYBRIDES RECHARGEABLES

Projet SETHER Appel à projets Adrien Patenôtre, POWEO

Exemple de réalisation dans le cas de projets pilotes Smart Grids. sociétaux» 13 juin, Laas-CNRS Toulouse Jean Wild

L équilibre offre-demande d électricité en France pour l été 2015

Electricité solaire et autoconsommation. Le retour d expérience allemand

Quelques chiffres clés de l énergie et de l environnement

Transcription:

P2G par électrolyse une solution de stockage flexible, Powertage, Zurich Dirk Schönberger, Siemens SA, Public Siemens AG 2016 siemens.com/hydrogen-electrolyzer

La «transition énergétique» et l intégration des énergies renouvelables... sont des défis pour le secteur de l énergie GWh 2) Parc éolien offshore de Nysted, 72 unités de 2,3 MW, 165,6 MW Production d électricité et courbes de charge Restrictions 1) Source : UT Berlin, Prof. Erdmann, extrapolation pour 2020 1) EnBW (Münch) lors de la réunion stratégique du ministère allemand de l environnement (BMU), le 05.09.12 2) Demande totale en Allemagne en 2011 : 615 000 GWh Le futur scénario énergétique optimisé en matière de CO 2 exigera des solutions intelligentes. Page 2

L hydrogène permet le stockage des énergies renouvelables à grande échelle Principes clés SILYZER 200 / Methane Le stockage à grande échelle est uniquement réalisable par pompageturbinage, par air comprimé (CAES) et au moyen de supports chimiques tels que l hydrogène et le méthane. Le potentiel d extension des capacités de pompage-turbinage est très limité. De nombreuses branches industrielles majeures utilisent l hydrogène en guise de gaz réducteur ou protecteur, ou bien en guise d intrant dans des processus de synthèse. La production d hydrogène sur site représente une alternative prometteuse à l approvisionnement par poids lourds. Page 3

Technologie d électrolyseur PEM ouvrir de nouvelles voies pour l excédent d énergie Page 4

Principe de l électrolyse PEM - + - + Real Wind data Extrêmement dynamique : comparatif de la puissance visée et réelle 200% P soll, P ist 150% 100% 50% Page 5 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Psoll Pist Heures Betriebsstunden fonctionnement

Les systèmes MW sont adaptés aux applications actuelles et à venir SILYZER 200 Puissance de pile nominale Temps de démarrage (en pause) Pression de sortie 1,25 MW, évolutif 10 s jusqu à 35 bars Pureté H 2 99,9% Dimension unité / poids Durée de vie prévue Production de H 2 6,3 x 3,1 x 3,0 m / 18 t > 80 000 h 225 Nm 3 / h ; ~20 kg/h Électrolyseur à base d eau : pas de potasse caustique, pas de problèmes environnementaux Pilotable à distance Cycles de charge de 0% à 160% sans vieillissement notable Page 6 Pas d injection de gaz inerte, pas de courant de protection, pas de préchauffage La pile est sans entretien sur toute la durée de vie Conception industrielle robuste, pas de zones EX nécessaires

Interfaces techniques Échappement d oxygène Eau d alimentation Échappement d hydrogène ~ 1,5 l/ Nm³ Concentration et condensation < 0,5 l/ Nm³ SILYZER 200-1 C05 C06 C07 C08 Traitement de l eau C09 Unité de refroidissement 350 kw C10 Oxygène 99,9% ~ 112 Nm³/h max. 35 bars Moyenne tension 400 V Commutateur Distribution électrique C01 C02 Transformateur Moyenne tension Redresseur Électrolyseur SILYZER 200-1 C11 Hydrogène 99,9% ~ 225 Nm³/h max. 35 bars 400 V Air Comprimé ASI 5 bars C03 C04 SIMATIC PCS S7 Unité de contrôle C12 Interface de contrôle IEC 60870-5-104 Service à distance Page 7

Parc énergétique de Mayence étendue du projet Étendue et éléments clés du projet Développement d une installation décentralisée de stockage d énergie sous forme d hydrogène Emplacement : Mayence-Hechtsheim Connecté à un parc éolien de 10 MW Électrolyseur de 6 MW crête (3 piles) Nouveau compresseur de gaz humide ionique Stockage de 1000 kg (33 MWh) Objectif de production annuelle de 200 tonnes Injection dans le réseau de gaz local Station de chargement de camions multi-usages Financement : ~50% (BMWi) Calendrier : 4 ans (2013-2017) Page 8

Parc énergétique de Mayence champ d approvisionnement Installations de stockage et de gestion d hydrogène Page 9

Parc énergétique de Mayence Page 10

Parc énergétique de Mayence Système d électrolyseur Page 11

Parc énergétique de Mayence Station de chargement de H 2 pour camions Possibilité de charger deux camions en parallèle Procédé de remplissage d hydrogène entièrement automatisé Pression de stockage de 200 bars Temps de remplissage d une remorque env. 3 h Page 12

Énergie Prix de l électricité Parc énergétique de Mayence Situation en avril 2016 Première expérience d exploitation En fonctionnement depuis juillet 2015 Approvisionnement en électricité via le marché EPEX Spot Puissance d électrolyse ~1 200 MWh d électricité consommée ~75 camions chargés (250 kg par camion) Les objectifs dynamiques et de consommation sont atteints (permet le contrôle secondaire et principal des services d alimentation) Production de H 2 Pas de panne critique Énergie Prix de l électricité Page 13

Production d hydrogène [Nm³/h] Efficacité du système AC (HHV) Parc énergétique de Mayence Situation en avril 2016 Première expérience d exploitation Premiers résultats Évaluation de l efficacité incluant : 1 200 1 000 Production de H 2 120% 100% - l électrolyseur - la compression - le refroidissement - la purification 800 600 400 Efficacité 80% 60% 40% au regard des achats totaux d électricité et de la production de H 2 mesurée 200 - Puissance nominale Puissanc e de crête 20% 0% - 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 Électricité achetée Parc énergétique de Mayence [kw] Page 14

La plate-forme ESI * de l institut Paul Scherrer inclut un SILYZER 100 Caractéristiques clés du SILYZER 100 Puissance nominale du système : 100 kw, puissance de crête : 300 kw (entrée de la pile électrique) H 2 et O 2 sont produits avec une pression de sortie de 50 bars Le conteneur est un système «autonome» embarquant alimentation et purification de l eau Source : Institut Paul Scherrer Page 15 * Plate-forme Energy System Integration

Windgas Haßfurt GmbH SILYZER 200 pour le modèle économique «Windgas» Objectifs : Le client Windgas Hassfurt GmbH (Stadtwerk Hassfurt & Greenpeace Energy) souhaite intégrer des énergies renouvelables fluctuantes à son réseau de gaz et d électricité. Fournir des services de réseau (mécanismes d équilibrage). L acheteur par certificat de l hydrogène vert est Greenpeace Energy, qui veut approvisionner ses clients en «Windgas». 0,4 ct/kwh de supplément «vert» Aspects liés à la technique et à la production : Livraison d un électrolyseur 1,25 MW (1 pile) incl. systèmes d infrastructure prévue en juillet 2016. Stockage de 50 Nm3 avec 1500 m³ à 30 bars. (4500 kwh) Extension planifiée, par exemple pour une station de ravitaillement en hydrogène Page 16

Hydrogène @ Énergie Exemples d utilisation des services de réseau Défi Énergie renouvelable à grande échelle Production imprévisible Centrales éoliennes Centrales solaires Domaine d application Réserve d énergie (jours) Énergie Décalage temporel (heures) Énergie Stabilité du réseau Énergie Production imprévisible des énergies renouvelables Surcharge Sous-charge Charge Renfort (min.) Énergie Semaine 0:00 24:00 Qualité de l électricité (ms., sec.) Courant / Tension Temps Production décentralisée Les consommateurs deviennent producteurs Nombreuses petites installations d énergies renouvelables Mix entre auto-approvisionnement et acquisition Page 17 0 min. 15 min. 30 min. Courant Tension Conventionnel Solaire / éolien sec. Sortie lissée Consommation

Les applications prioritaires pour le Power to Gas dépendront également des prix de référence du marché Coûts d électricité élevés Faible nombre d heures de fonctionnement CAPEX élevé /kg 10 9 8 7 6 5 Coût classique de production de H 2 sur site par électrolyse 7,0 /kg (8 ct/kwh) 4 Coûts d électricité 3 réduits Nombre élevé d heures 2 de fonctionnement CAPEX réduit 1 0 4 ct/kwh 2 ct/kwh Mélange H 2 et GN 6 ct/kwh 3 ct/kwh Réélectrification grande CCGT 1,2 /l 0,5 /l Réélectrification petit moteur H 2 pour la mobilité Industrie 4,0 /kg (5 ct/kwh) Principaux leviers Prix du gaz Prix du gaz Prix du diesel Distance de transport, pureté Page 18

«L eau sera le charbon du futur. L énergie de demain sera de l eau dissociée grâce à l électricité» Source NEL Hydrogen Page 19

Recommandations pour les conditions-cadres politiques Pour un lancement réussi sur le marché [ ], une clarification juridique de la situation du Powerto-Gas en tant que consommateur non final est indispensable. [ ] on peut conclure à une dispense du prélèvement EEG, des taxes d acheminement, de la taxe sur l électricité, des redevances de concession, du prélèvement 19, du prélèvement offshore ainsi que du prélèvement de cogénération [ ] Il convient [ ] d élaborer des instruments de lancement sur le marché, limités dans le temps et en volume, afin de permettre un fonctionnement économique des installations Power-to-Gas durant la phase d essai et de lancement [ ] Le recours à de l «hydrogène vert» dans les processus industriels (p. ex. le processus de raffinage) doit être valorisé davantage. (p. ex. par une reconnaissance accrue au titre de la part des biocarburants ou un relèvement des prix des certificats de CO 2 ) Le Power-to-Gas doit [ ] être intégré dans les réglementations techniques existantes pour l infrastructure de gaz naturel [ ] Page 20

Merci! Réseaux en îlot/ Microgrids Dirk Schönberger Siemens SA S Sécurité du transport Process Industries and Drives Large Drives Hydrogen Solutions Intégration d énergies renouvelables Production d électricité Régulation de fréquence Gestion des surcharges Günther-Scharowsky-Str. 1 91058 Erlangen, Allemagne e-mail : dirk.schoenberger@siemens.com siemens.com/hydrogen-electrolyzer Qualité de l électricité Page 21