Hydrogène

Points forts du produit

Power-to-X : votre voie vers un avenir neutre en CO₂

Des thèmes tels que la décarbonisation et l'économie zéro émission sont aujourd'hui plus que jamais d'actualité dans le secteur de l'énergie. Chez WAGO, nous proposons déjà une large gamme de solutions :

Notre contrôleur WAGO peut être utilisé dans la technologie de télécontrôle pour mettre en œuvre la connexion et la transmission de données entre les opérateurs du distributeur direct, du service public municipal et de l'électrolyseur, et également stocker des programmes de 12 heures dans le contrôleur.

Grâce à nos solutions d'automatisation modulaire, nous vous aidons à déterminer le potentiel d'optimisation de vos systèmes afin d'augmenter leur efficacité.

Nous vous accompagnons dans la planification de vos armoires de commande et de vos boîtiers de distribution et vous aidons à éviter les obstacles indésirables lors de la mise en service grâce à notre technologie de connexion innovante et intuitive.
L'hydrogène est hautement inflammable. Grâce à nos produits dans les domaines de la « sécurité fonctionnelle » et de la « protection contre les explosions », nous assurons la protection des personnes, des machines et des systèmes.

De la production et du stockage
à l'utilisation des énergies renouvelables

Nos produits et solutions pour l'hydrogène vert

1. Production – Énergies renouvelables

L'hydrogène vert jouera un rôle clé dans la réalisation de l'objectif de décarbonisation et remplacera à long terme les combustibles fossiles. Actuellement, l'accent est mis sur l'utilisation matérielle de l'hydrogène, par exemple pour la production de carburants synthétiques ou dans la production d'ammoniac et de méthanol.

L'hydrogène vert est produit à partir de sources d'énergie renouvelables par électrolyse. Grâce à sa capacité de stockage, la production et la consommation peuvent être dissociées l'une de l'autre. Par exemple, l'énergie solaire provenant des systèmes photovoltaïques qui est excédentaire en été peut être stockée pour l'hiver et les périodes de faible ensoleillement, puis utilisée ultérieurement selon les besoins. Ce stockage présente également un grand potentiel dans le secteur de la technologie de télécontrôle, car il permet d'utiliser principalement l'Allemagne comme lieu de stockage et de ne pas avoir à recourir à la vente de l'énergie excédentaire à l'étranger, comme c'est actuellement le cas.

Pour une gestion de l'alimentation conforme au réseau de vos centrales électriques (PGP) au point de connexion au réseau (GCP), nous recommandons notre contrôleur PGP avec WAGO Power Plant Control. Nos solutions RTU robustes avec protocoles de télécontrôle IEC 61850, IEC 60870, DNP3 ou Modbus® sont disponibles pour optimiser votre technologie de télécontrôle.

2. Production – Électrolyse

L'électrolyse est une méthode éprouvée pour diviser l'eau (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂) à l'aide de l'électricité. L'électrolyse alcaline (AEL), l'électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM) et l'électrolyse à haute température (HTE) sont les méthodes d'électrolyse les plus connues. À l'avenir, l'hydrogène vert produit à partir de sources d'énergie renouvelables par électrolyse, sous forme de gaz incolore et transparent, devrait couvrir de nombreux domaines encore alimentés par des combustibles fossiles et contribuer ainsi de manière décisive à la décarbonisation de notre société. Afin de passer à une économie de l'hydrogène durable à long terme, il est nécessaire de disposer à la fois de petits systèmes d'électrolyse décentralisés et d'électrolyseurs centralisés de l'ordre du mégawatt, particulièrement efficaces.

3. Transformation

L'hydrogène est largement utilisé comme matière première pour la transformation Power-to-X, en particulier dans l'industrie chimique et la technologie de raffinage. Il est notamment utilisé pour produire de l'ammoniac et du méthanol.

Production d'ammoniac et de méthanol
L'ammoniac est produit par synthèse d'ammoniac. L'avantage évident de l'utilisation de l'ammoniac comme vecteur énergétique réside dans sa grande capacité de transport et de stockage. Cela permet d'envisager son utilisation future comme Power-to-X, par exemple comme carburant pour les moteurs et pour le fonctionnement des centrales électriques. Le méthanol est un produit chimique organique fabriqué en grandes quantités, qui peut également être utilisé comme produit chimique de base ou comme vecteur énergétique. Tout comme pour la production d'ammoniac, la synthèse du méthanol nécessite également de l'hydrogène et du CO2.

Les carburants synthétiques (appelés eFuels), pourraient être utilisés à l'avenir pour faire fonctionner des moteurs à combustion interne neutres en CO₂. L'hydrogène est une matière première utilisée pour la production de carburants synthétiques. Il est obtenu en séparant l'hydrogène (H₂) de l'eau par électrolyse. Pour transformer l'hydrogène en carburant liquide, on ajoute ensuite du dioxyde de carbone (CO₂), qui provient des déchets industriels ou des installations de biogaz. Le mélange ainsi formé acquiert les propriétés de l'essence, du kérosène ou du diesel grâce à des processus chimiques spécifiques, ce qui le rend adapté aux moteurs à essence et diesel ou à la propulsion des avions. De plus, l'hydrogène lié à l'ammoniac peut être récupéré et réutilisé.

Transformation – eFuels, carburants synthétiques
Alors que les carburants conventionnels sont produits à partir de pétrole, de gaz naturel ou de charbon, les carburants ou propulseurs alternatifs sont produits à partir de matières « biogéniques » ou « synthétiques ». Les carburants biogéniques sont dérivés de plantes, de résidus végétaux ou de lisier. En revanche, les carburants synthétiques neutres en CO₂ sont produits par des processus chimiques complexes et, en règle générale, sans utiliser de matières premières fossiles. L'hydrogène est une matière première utilisée pour la production de carburants synthétiques. Pour transformer l'hydrogène en carburant liquide, on ajoute du dioxyde de carbone (CO₂), qui provient des déchets industriels ou des installations de biogaz. Ces processus permettent d'obtenir de l'essence, du kérosène ou du diesel de synthèse, qui conviennent aux moteurs à combustion interne conventionnels.

4. Transport

Le transport de l'hydrogène est réalisable sans coûts excessifs à l'aide de récipients sous pression s'il est sous forme gazeuse, et à l'aide de réservoirs spéciaux s'il est transporté sous forme liquide. En Allemagne, le réseau de gaz naturel existant peut même être utilisé pour le transport, le stockage et l'approvisionnement. Cette option est nettement moins coûteuse que la création de systèmes entièrement nouveaux. Grâce à des électrolyseurs, l'énergie excédentaire provenant des turbines solaires ou éoliennes peut être stockée sous forme d'hydrogène pendant de longues périodes. Afin de réagir rapidement et individuellement aux fluctuations de courant, l'hydrogène peut être converti brièvement en courant pendant les pics de consommation à l'aide de la technologie des piles à combustible ou en combinaison avec des centrales électriques au gaz.

Afin de réduire davantage les émissions de CO₂, il est techniquement possible de remplacer le gaz naturel comme vecteur énergétique dans l'industrie par de l'hydrogène sans modifications importantes ou de le mélanger temporairement au gaz naturel.

La situation est similaire pour les dérivés produits synthétiquement, tels que les carburants, ou les substances chimiques de base, telles que l'ammoniac ou le méthanol. Les infrastructures et procédures existantes peuvent également être utilisées dans ce cas.

5. Utilisation finale – Industrie sidérurgique

L'industrie sidérurgique représente actuellement environ 5 % des émissions totales de gaz à effet de serre. La production conventionnelle d'acier via le procédé établi du haut fourneau génère des quantités importantes de CO₂. Afin de réduire le niveau des émissions, les composés d'hydrogène et de monoxyde de carbone nécessaires au processus de réduction peuvent être fournis par électrolyse à haute température. Le type de couplage de processus le plus simple consiste à ajouter de l'hydrogène au gaz naturel. L'utilisation d'hydrogène vert peut permettre de réduire considérablement les émissions de CO₂.

6. Utilisation finale – Industrie chimique et raffineries

L'hydrogène joue un rôle important dans l'industrie chimique et la technologie des raffineries en tant que matière première. Cependant, de grandes quantités d'hydrogène sont nécessaires pour rendre la neutralité du CO₂ techniquement possible pour le trafic routier, maritime et aérien. Les procédés dits Power-to-X (PTX) sont utilisés pour répondre à ce besoin, par exemple pour convertir l'électricité excédentaire en hydrogène, puis la transformer en carburant. L'hydrogène vert et le CO₂ provenant de l'atmosphère, ou des processus industriels et de la biomasse, peuvent être utilisés pour produire des carburants synthétiques. En principe, il est plus efficace de ne pas convertir l'électricité en d'autres formes d'énergie, mais de l'utiliser directement. Cependant, comme les sources d'énergie renouvelables ne peuvent garantir une production d'électricité continue et constante, les processus Power-to-X, associés à des technologies de stockage, peuvent devenir un élément important de la transition énergétique à l'avenir.

7. Utilisation finale – Secteur de la mobilité

Grâce aux technologies et aux processus Power-to-X, l'énergie renouvelable peut être stockée à long terme et utilisée de manière respectueuse de l'environnement, quel que soit l'emplacement des producteurs d'électricité. L'hydrogène « vert » et ses dérivés deviennent des sources d'énergie totalement exemptes d'émissions : principalement pour le kérosène synthétique dans l'aviation, l'ammoniac ou le méthanol.

L'hydrogène devient ainsi une alternative durable pour la propulsion des navires, comme pile à combustible pour le transport lourd et ferroviaire, et pour les véhicules électriques à batterie utilisés dans le transport personnel, en particulier lorsque les systèmes électriques à batterie ont atteint leurs limites.

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Internet industriel des objets

Numérisation

Pour l'industrie de demain

Le monde industriel est en constante mutation. La numérisation et la myriade de processus de transformation qu'elle implique continuent également à progresser rapidement. Avec des solutions pour la connectivité du nuage, l'IIoT et l'automatisation intelligente, WAGO a aidé nos partenaires à façonner l'avenir tout en gardant un œil scrutateur constant sur les avancées actuelles en matière de cybersécurité et de sécurité.