La décarbonation de la production d’électricité est nécessaire pour atteindre l’objectif zéro émission nette en 2050. Si les centrales photovoltaïques, éoliennes, nucléaires ou hydroélectriques permettent de réduire significativement les émissions de GES, celles thermiques alimentées au gaz naturel restent indispensables pour, entre autres, garantir la sécurité d’approvisionnement en hiver. Pourtant, elles émettent en moyenne 418 gCO2eq/kWh, selon le cahier d’acteur de l’ARCICEN publié sur le site de la Commission nationale du débat public. Pour réduire leur impact environnemental, Power Service Consulting (PSC) et le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) ont décidé de moderniser une micro-turbine à gaz pour qu’elle puisse fonctionner à l’hydrogène.
Une nouvelle chambre de combustion
Les propriétés physiques et chimiques de l’hydrogène sont très différentes de celles du gaz naturel. La vitesse de flamme du H2 est nettement plus élevée et sa température d’allumage est nettement plus faible. Pour éviter les problèmes de sécurité et les éventielles dégradations dues à la chaleur et à l’onde de choc, une solution a été mise au point. Le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique a développé une chambre de combustion à jet stabilisé, adaptée à l’hydrogène. Lors de la conception de ce nouveau brûleur, il s’est assuré que la flamme n’atteigne pas ses buses et puisse les endommager, selon Martina Hohloch, une chercheuse du DLR. Une fois le développement du dispositif et les tests en laboratoire terminés, le centre a procédé au remplacement de l’ancienne chambre de combustion d’une micro-turbine à gaz de 100 kW.
Des tests réussis
Les tests de la micro-turbine modernisée ont été réalisés dans le centre technique H2-Container du DLR à Lampoldshausen. Suite aux essais, Martina Hohloch a déclaré que l’équipe a réussi à démarrer la turbine avec de l’hydrogène pur, sans aucun problème. La chercheuse du Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique a également ajouté que l’installation a atteint l’ensemble de sa plage de fonctionnement et a fonctionné à pleine puissance pendant près de 100 heures.
Concernant les rejets polluants, la concentration d’oxyde d’azote a été évaluée à moins de 15 ppm, lors du fonctionnement de la turbine. Ce qui, selon elle, est largement inférieure à celle du gaz naturel. Pour information, Power Service Consulting a mis au point un système de mélange et de distribution. Ce dispositif permet d’alimenter la micro-turbine avec de l’hydrogène ou un mélange de H2 et de gaz naturel.
Une solution économique
Si la modernisation des turbines des centrales électriques au gaz se présente comme un excellent moyen de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, elle constitue également une solution pour réduire les dépenses. En effet, selon Peter Kutne, le directeur du département des turbines à gaz du DLR Institute of Combustion Technology, il faut prévoir environ 35 millions d’euros et réaliser des travaux pendant près de 6 ans pour construire une centrale de 15 MW. En revanche, la modernisation ne prend qu’un an et coûte 1/10ᵉ du montant nécessaire à la mise en place d’un nouveau site de production d’électricité.
Il est important de noter qu’actuellement, aucune centrale ne peut être alimentée à 100 % avec de l’hydrogène vert. Néanmoins, DLR et PSC ont décidé de lancer leur projet pour pouvoir fournir rapidement une solution de production d’électricité moins polluante, lorsque le H2 sera disponible en quantité suffisante. Plus d’informations ici. La transition vers des solutions moins polluantes comme l’hydrogène est en marche, qu’en pensez-vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
