Avec la poussée mondiale en faveur des énergies renouvelables, des solutions efficaces de stockage de l'énergie sont essentielles pour équilibrer l'offre et la demande. Alors que les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) ont dominé le marché, le stockage de l'énergie sous forme d'hydrogène (HES) attire de plus en plus l'attention comme solution alternative. Mais comment fonctionne le stockage de l'hydrogène et comment se compare-t-il au stockage par batterie ? Entrons dans les détails.
Qu'est-ce que le stockage de l'énergie par l'hydrogène ?
Le stockage de l'énergie par l'hydrogène (HES) est une méthode de stockage de l'énergie qui consiste à convertir l'électricité en hydrogène par électrolyse. L'hydrogène peut ensuite être stocké et reconverti en électricité à l'aide de piles à combustible ou brûlé pour des applications industrielles. Contrairement aux batteries, qui stockent l'énergie dans des cellules électrochimiques, le HES stocke l'énergie sous forme moléculaire, L'hydrogène possède l'énergie par unité de masse la plus élevée de tous les combustibles.ce qui le rend adapté aux applications à long terme et à grande échelle.
Le développement du stockage de l'hydrogène
Le concept de stocker l'énergie sous forme d'hydrogène remonte au début du 19e siècle, lorsque l'électrolyse a été découverte pour la première fois. Cependant, les applications pratiques ont pris de l'ampleur à la fin du 20e siècle, lorsque les piles à hydrogène ont été développées pour les missions spatiales.
- Années 1960-1970 :La NASA a utilisé des piles à hydrogène dans le cadre de l'exploration spatiale (missions Apollo).
- 1990s :Les véhicules à pile à hydrogène ont été introduits.
- Des années 2000 à aujourd'hui :L'hydrogène est étudié pour le stockage de l'énergie dans les réseaux, la décarbonisation de l'industrie et les transports.
Avec les progrès réalisés dans le domaine de la production d'hydrogène vert (utilisant l'énergie renouvelable pour l'électrolyse), le stockage de l'hydrogène est désormais considéré comme un acteur clé de la transition vers un système d'approvisionnement en énergie durable. un avenir neutre en carbone.
Pourquoi l'hydrogène peut-il stocker de l'énergie ?
L'hydrogène agit comme un transporteur d'énergieCela signifie qu'il ne produit pas d'énergie lui-même, mais qu'il peut stocker et libérer de l'énergie de manière efficace.
- Processus d'électrolyse :L'électricité est utilisée pour diviser l'eau (H₂O) en hydrogène (H₂) et en oxygène (O₂).
- Stockage :L'hydrogène peut être stocké dans des réservoirs de gaz comprimé, des réservoirs d'hydrogène liquide ou à l'état solide (hydrures métalliques).
- Libération d'énergie :L'hydrogène peut être brûlé dans des moteurs à combustion, utilisé dans des piles à combustible ou reconverti en électricité en cas de besoin.
Depuis l'hydrogène peut être stocké indéfinimentIl s'agit d'une solution prometteuse pour les le stockage d'énergie à long terme et saisonniercontrairement aux piles qui se dégradent avec le temps.
Composants clés d'un système de stockage d'énergie à l'hydrogène
A Système de stockage d'énergie à l'hydrogène se compose des principaux éléments suivants :
| Composant | Fonction |
| Electrolyseur | Séparer l'eau en hydrogène et en oxygène à l'aide de l'électricité. |
| Réservoirs de stockage | Stocke l'hydrogène dans gaz comprimé, forme liquide ou matériaux à l'état solide. |
| Pile à combustible/système de combustion | Convertit l'hydrogène stocké en électricité ou en chaleur. |
| Compresseur | Pressurise l'hydrogène pour un stockage et un transport efficaces. |
| Source d'énergie renouvelable | (Facultatif) Énergie solaire, éolienne ou hydraulique utilisée pour la production d'hydrogène vert. |
Selon l'application, le stockage de l'hydrogène peut être utilisé pour l'équilibrage du réseau, l'alimentation électrique industrielle, le transport et le chauffage.
Avantages et inconvénients du stockage de l'énergie par l'hydrogène
Avantages :
- Capacité de stockage à long terme :Contrairement aux batteries, l'hydrogène ne perd pas d'énergie avec le temps.
- Évolutivité :Convient au stockage d'énergie à grande échelle, y compris pour les réseaux nationaux.
- Potentiel d'hydrogène renouvelable :Peut être produit à l'aide de l'énergie solaire et éolienne.
- Applications polyvalentes :Ils peuvent être utilisés pour la production d'électricité, le chauffage et comme carburant pour les transports.
Inconvénients :
- Faible efficacité :L'efficacité de l'aller-retour (pertes de conversion d'énergie) n'est que de 30-50%par rapport à 80-90% pour les piles.
- Défis en matière d'infrastructures :Le stockage de l'hydrogène nécessite des réservoirs, des pipelines et des piles à combustible spécialisés.
- Coût de production élevé :L'électrolyse et les piles à combustible à hydrogène sont encore coûteuses par rapport aux systèmes de batteries.
- Problèmes de sécurité :L'hydrogène est hautement inflammableet nécessitent des procédures de manipulation strictes.
Stockage de l'énergie par l'hydrogène ou par les batteries : Quelle est la meilleure solution ?
| Fonctionnalité | Stockage de l'hydrogène | Stockage par batterie (BESS) |
| Densité énergétique | Élevé, mais nécessite un grand volume de stockage. | Plus bas, mais plus compact. |
| Efficacité | ~30-50% (faible rendement de conversion). | ~80-90% (haute efficacité). |
| Durée du stockage | À long terme (semaines à mois). | Court à moyen terme (quelques heures à quelques jours). |
| L'infrastructure | Nécessite des électrolyseurs, des réservoirs de stockage et des piles à combustible. | Ne nécessite que des batteries et des onduleurs. |
| Coût | Élevée grâce à l'électrolyse et aux piles à combustible. | Moins élevé et s'améliorant grâce aux économies d'échelle. |
| Application | Stockage d'énergie saisonnier à grande échelle, industrie et transport. | Équilibrage du réseau à court terme, utilisation domestique et commerciale. |
Pour le stockage saisonnier à l'échelle du réseau, l'hydrogène est plus approprié. Toutefois, pour le stockage quotidien de l'énergie et les applications à petite échelle, les batteries sont actuellement plus efficaces et plus rentables.
Les défis du stockage de l'hydrogène
Malgré son potentiel, le stockage de l'hydrogène est confronté à plusieurs défis :
- Faible efficacité- L'énergie est perdue lors de l'électrolyse, de la compression et de la conversion en pile à combustible.
- Coût des électrolyseurs et des piles à combustible - Ces technologies sont encore coûteuses et doivent encore être développées.
- Complexité du stockage- L'hydrogène doit être stocké à des pressions élevées (350-700 bars) ou à des températures extrêmement basses (-253°C pour l'hydrogène liquide).
- Investissements dans les infrastructures- Contrairement aux batteries, l'hydrogène nécessite des pipelines, des stations de ravitaillement et des mesures de sécurité spécifiques.
- Préoccupations en matière de sécurité publique- En raison de l'inflammabilité de l'hydrogène, sa manipulation et son transport nécessitent des protocoles de sécurité avancés.
Les progrès futurs en matière d'efficacité des piles à hydrogène, de réduction des coûts des électrolyseurs et de technologies de stockage détermineront la compétitivité du stockage de l'énergie par l'hydrogène par rapport au stockage par batterie.
Exemples de projets de stockage d'énergie par l'hydrogène en cours de construction
Le 25 septembre 2024, la construction de la centrale électrique de pointe de Grove Mulei, en Chine, d'une capacité de 200 MW/1600 MW.h pour le stockage de l'énergie à base d'hydrogène a commencé. Il s'agit actuellement du plus grand projet de stockage d'énergie à base d'hydrogène au monde. Une fois le projet achevé et mis en service, il pourra produire 40 000 tonnes d'hydrogène, 320 000 tonnes d'oxygène industriel et 51,6 millions de tonnes d'eau chaude à haute température chaque année.
Pour en savoir plus : Qu'est-ce qu'un mégawatt (MW) et combien de foyers peut-il alimenter ?
Conclusion
L'hydrogène peut-il stocker de l'énergie ? Oui, et c'est une solution prometteuse pour le stockage de l'énergie à long terme et à grande échelle. Toutefois, en raison des pertes d'efficacité, des coûts d'infrastructure élevés et des obstacles technologiques actuels, le stockage par batterie reste le choix privilégié pour la plupart des applications à court terme et résidentielles.
L'avenir du stockage de l'énergie passera probablement par une approche hybride, où le stockage de l'hydrogène sera utilisé pour répondre aux besoins énergétiques à long terme, tandis que les batteries gèreront les fluctuations à court terme. Grâce à des innovations et des investissements continus, le stockage de l'énergie par l'hydrogène pourrait jouer un rôle essentiel dans l'avènement d'un avenir énergétique durable et renouvelable.
Économiser de l'argent, protéger l'environnement
PKNERGY vous aide à réduire vos factures d'énergie pour votre maison. Stockage de l'énergie solaire, stocker votre énergie solaire pour l'utiliser à tout moment - la nuit ou pendant une panne.
FR 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
IT 
BG 
NL 
CS 