Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Article technique
27. avril 2023

Hydrogène vert

Groupe E produira ses premières molécules d'hydrogène vert cet été

L’énergéticien basé dans le canton de Fribourg construit actuellement la première centrale à hydrogène de Suisse occidentale. Ce projet exigeant permettra de produire dès cet été 300 tonnes d’hydrogène vert par an grâce à l’électricité issue de la turbine de dotation du barrage de Schiffenen. Avec ce projet novateur, Groupe E soutient la décarbonation dans les domaines de la mobilité lourde et de l'industrie et renforce son rôle d’acteur de la transition énergétique.
Urs  Kröpfli, Jacques  Mauron, Yves-Laurent  Blanc, 

Le projet de centrale à hydrogène de Schiffenen, à la frontière linguistique du canton de Fribourg, est une première en Suisse occidentale. Il regroupe sur un même site toutes les étapes du processus de fourniture d’hydrogène. Au pied du barrage – détenu lui aussi par l’énergéticien basé à Granges-Paccot –, la turbine de dotation, qui fonctionne en continu pour délivrer un débit minimal d’eau pour la faune aquatique, fournit l’électricité nécessaire pour produire l’hydrogène par électrolyse de l’eau.

Ce dispositif permet ainsi de valoriser une électricité produite en ruban durant quelque 8000 heures par an. Le gaz est ensuite compressé et stocké sous pression dans des réservoirs qui seront transportés avec des trailers par la route, pour être ensuite livré aux clients de la région. Groupe E prévoit une production totale de 300 tonnes d’hydrogène vert par an sans émission de CO2, soit la consommation d’environ 50 camions dans le domaine de la logistique (voir aussi encadré ci-dessous).

Débutés en septembre dernier, les travaux de construction de la centrale sont aujourd’hui en cours et la mise en service est prévue dans le courant de l’été 2023. Le site pourra accueillir jusqu’à six camions simultanément sur une surface de 1500 m2, pour une surface totale de 2000 m2. Le budget total du projet est de 9 millions de francs suisses.

La flexibilité au service du client 

L’installation de Schiffenen figure parmi les premières en Suisse. Elle représente ainsi une opportunité pour Groupe E d’acquérir une précieuse expérience dans un domaine d’activité prometteur. «Notre but est de construire un système très flexible qui nous permette de travailler avec plusieurs clients», relève Urs Kröpfli, responsable du projet. «Chaque transporteur dispose en effet de ses propres normes techniques, qu’il s’agisse du système de raccordement, de remplissage ou de pressurisation des réservoirs de transport.» La centrale fribourgeoise pourra par exemple remplir différents modèles de trailers et les remplir à une pression entre 200 et 500 bar.

Une technologie intelligente, sûre et maîtrisée 

Le site de Schiffenen fait également l’objet d’une attention toute particulière en termes de sécurité. «Notre but est d’avoir un processus automatisé, intelligent et fiable», souligne Urs Kröpfli. En cas d’anomalie par exemple, le gaz est automatiquement expulsé dans l’atmosphère afin d’éliminer tout risque d’inflammation. Car il faut composer avec les propriétés particulières de l’hydrogène, dont la température augmente aussi bien lorsqu’il est mis sous pression que lorsqu’il se détend, contrairement aux autres gaz. «La température du gaz sera mesurée tout au long du processus, aussi bien lors du contrôle de l’étanchéité des trailers que lors du remplissage», précise Urs Kröpfli. Le système interrompra automatiquement le transfert de l’hydrogène le cas échéant. Il pourra gérer un autre trailer le temps que les températures soient à nouveau équilibrées. «On gagne ainsi en efficience», relève le responsable du projet.

Faune préservée 

Acteur de premier plan de la transition énergétique, Groupe E se veut exemplaire en termes de durabilité et de respect de l’environnement. Le projet de Schiffenen est à l’image de ces valeurs: «Nous souhaitons offrir aux générations futures un monde durable, dans lequel l’énergie est gage de progrès», relève Jacques Mauron, Directeur général de Groupe E. «Nous contribuons à la diminution des émissions de CO2 en proposant des énergies renouvelables, locales et durables, ainsi que des solutions efficientes. Notre site de production d’hydrogène s’inscrit dans cette démarche.» A Schiffenen, le projet intègre plusieurs mesures afin de limiter l’impact de la centrale sur la faune et respecter les normes de bruit. Le site bénéficiera en outre d’un éclairage dynamique. «On préserve ainsi la biodiversité tout en réalisant des économies d’énergie», se réjouit Urs Kröpfli. La centrale devra finalement recevoir le feu vert d’un organe neutre et indépendant avant de pouvoir produire ses premiers kilowattheures verts, cet été.

Des débouchés aussi dans l'industrie? 

Si l’hydrogène est appelé à contribuer à la décarbonation de la mobilité lourde, d’autres opportunités pourraient voir le jour à terme. «La Suisse est en train de devenir un acteur important de l’économie de l’hydrogène, avec des projets novateurs comme celui de Groupe E à Schiffenen», relève Jacques Mauron. Le Directeur général du groupe s’attend ainsi à des développements significatifs dans différents domaines dans les cinq prochaines années, par exemple dans l’approvisionnement en chaleur ou dans les process industriels, et jouer un rôle de substitution du gaz naturel.

L’enjeu du stockage de l'électricité 

A long terme, l’hydrogène pourrait même contribuer à la sécurité d’approvisionnement en énergie de la Suisse en devenant un moyen de stockage pour équilibrer la production d’énergie renouvelable fluctuante et la consommation. L’idée consiste à convertir les surplus d’électricité produits en été à partir de l’eau, du soleil et du vent entre autres, et de les stocker sous forme gazeuse ou liquide, afin de prévenir les pénuries énergétiques pendant l’hiver. «Toutefois, pour que l’hydrogène puisse réellement remplir ce rôle, il est nécessaire de faciliter son développement», rappelle Jacques Mauron. «Par exemple via des investissements dans la recherche et le développement, ainsi que dans l’infrastructure de production, de stockage et de distribution, ou encore des incitations financières pour encourager l’adoption de l’hydrogène dans les différents secteurs.»

Avec ce projet d’avenir, Groupe E entend jouer pleinement son rôle d’acteur à part entière dans la transition énergétique tout en s’intégrant pleinement dans sa stratégie de développement, nourri par son esprit de pionner dans le domaine de l’énergie.

La centrale de Schiffenen an chiffres et en schéma 
Ensemble du site
  • DĂ©but des travaux: septembre 2022
  • Mise en service: Ă©tĂ© 2023
  • Surface stockage et chargement: 1500 m2
  • Surface installations techniques: 500 m2
  • Investissements: CHF 9 mios.

Electrolyseurs
  • Type: Ă©lectrolyse PEM (Proton Exchange Membrane; H-TEC PEM-Elektrolyseur ME450)
  • Nombre: 2
  • Puissance: 2 Ă— 1 MW
  • Production maximale d’hydrogène: 420 Nm3/heure, 900 kg/jour, 300 tonnes/an
  • QualitĂ© de l’hydrogène: 5.0 (ce qui correspond Ă  une puretĂ© de ≥ 99,999%)

Compresseurs
  • Nombre: 2
  • Puissance: 2 Ă— 55 kW
  • Pression: 30 bar Ă  l’entrĂ©e, 500 bar max. Ă  la sortie

Stockage
  • 9 bouteilles en acier
  • Poids: 3,8 tonnes/bouteille
  • CapacitĂ©: 37,5 kg/bouteille, 350-450 kg/trailer

 

Schéma de la centrale à hydrogène à Schiffenen. Sur le schéma, on peut voir:

  • Les deux grands conteneurs blancs, dans lesquels se dĂ©roule l’électrolyse. Ils contiennent chacun une installation de traitement de l’eau, un Ă©lectrolyseur PEM et une installation de purification des gaz (dĂ©soxydation).
  • Un conteneur blanc en bas Ă  droite, dans lequel deux compresseurs compriment l’hydrogène de 30 Ă  500 bar.
  • Au fond Ă  gauche, le stockage et l’entreposage de l’hydrogène dans des rĂ©servoirs Ă  haute pression.
  • Au milieu se trouvent les six stations de remplissage avec des places pour les trailers.

 

Les TPF et Groupe E s'unissent pour une mobilité durable 

Les Transports publics fribourgeois (TPF) prévoient, à l’horizon 2024, la mise en service d’une station mobile de remplissage à hydrogène construite sur leur site principal à Givisiez (Fribourg). Elle alimentera deux, voire trois bus à pile à combustible qui circuleront en priorité sur de longues distances (réseau urbain de l’agglomération) dans le cadre d’un projet pilote, une première en Suisse occidentale, où jamais encore de tels véhicules n’ont été testés.

«Le développement durable fait partie intégrante de notre stratégie de développement d’entreprise», souligne Serge Collaud, directeur général du Groupe TPF. «Nous vivons un moment charnière où il est essentiel d’apporter des solutions durables et la mobilité constitue une réponse importante au défi climatique.» Le projet s’inscrit ainsi dans une démarche vers une flotte zéro émission, qui a débuté avec la mise en service de véhicules électriques sur le réseau urbain de l’agglomération. A la clef, qu’il s’agisse de véhicules à pile à combustible ou de bus électriques, un réel gain de confort pour les voyageurs et les riverains des lignes concernées.

DEUX TECHNOLOGIES ÉTUDIÉES

Différents constructeurs commercialisent déjà des bus 12 m à pile à combustible à hydrogène. Des véhicules articulés de 18 m devraient arriver sur le marché début 2024. Les TPF étudient deux types de technologie. La première utilise une grande pile à combustible et de petites batteries, tandis que la seconde applique le procédé inverse. Chacune présente ses avantages et inconvénients. Une analyse permettra d’identifier la solution la plus adaptée.

 

Depuis l’année dernière, les TPF ont mis en service cinq bus électriques à batterie du constructeur Solaris, en plus des trolleybus électriques qui existaient déjà auparavant. L’année prochaine, la flotte sera complétée par des bus à pile à combustible à hydrogène, qui circuleront surtout sur les longs trajets dans l’agglomération. (©JoBersier Agence)

 

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