La cogénération à l’hydrogène consiste à produire simultanément de l’énergie électrique et thermique dans une installation alimentée, totalement ou partiellement, à l’hydrogène. Grâce à son potentiel en tant que combustible sans CO₂ et à la possibilité de le stocker, l’hydrogène est appelé à jouer un rôle majeur dans la transition énergétique. Appliqué à une technologie éprouvée comme la cogénération, il permet de produire de la chaleur et de l’électricité sans émissions de carbone.
Pour les entreprises confrontées à des réglementations de plus en plus strictes et à la transition vers des solutions neutres en CO₂, la cogénération à l’hydrogène représente une voie concrète. Les technologies modernes de cogénération deviennent de fait des solutions zéro émission lorsqu’elles sont alimentées par de l’hydrogène vert ou d’autres biocombustibles.
Comment fonctionne une installation de cogénération à l’hydrogène
Le principe de fonctionnement est le même que celui de la cogénération traditionnelle. Un moteur à combustion interne à cycle Otto produit de l’énergie mécanique et la transmet à un alternateur, qui génère de l’électricité. La récupération thermique s’effectue de deux manières : à partir de l’eau de refroidissement du moteur, grâce à un échangeur de chaleur à plaques permettant d’obtenir de l’eau à haute température, et à partir des gaz d’échappement qui, à des températures proches de 400 °C, permettent de produire de l’eau chaude, de l’eau surchauffée, de la vapeur ou de l’huile thermique pour les procédés industriels.
La spécificité réside dans le combustible. L’installation peut être alimentée par du gaz conventionnel du réseau mélangé à de l’hydrogène (blending), avec une proportion de H₂ modulable en fonction de sa disponibilité. Lorsque l’hydrogène devient davantage disponible, le moteur peut être converti pour fonctionner à 100 % à l’hydrogène, transformant l’installation en une solution énergétique entièrement sans CO₂.
Installations "Ready for H2" : du blending à 100 % d’hydrogène
L’hydrogène est aujourd’hui encore une source d’énergie relativement rare, mais qui présente d’importantes perspectives de croissance. C’est pourquoi AB réalise dès aujourd’hui des installations de cogénération équipées de moteurs prêts à être alimentés à l’hydrogène. Une configuration « Ready for H2 » permet de commencer avec du gaz naturel, d’introduire progressivement et de manière flexible du H₂ dans le mélange et de se préparer à un fonctionnement sans CO₂, au même rythme que progresse la disponibilité de l’hydrogène.
Le passage à 100 % d’hydrogène ne nécessite pas de repenser l’installation : la mise à niveau du moteur peut être effectuée lors d’une révision ordinaire. L’investissement initial est ainsi protégé, sans ralentir le parcours de décarbonation de l’entreprise.
Les avantages de la cogénération à l’hydrogène
L’adoption de la cogénération à l’hydrogène répond à des objectifs énergétiques et environnementaux et, par conséquent, également économiques :
Rendement global jusqu’à 85 % : par rapport à la production d’électricité seule, la cogénération permet d’économiser environ un tiers du combustible hydrogène
Chaleur et électricité sans CO₂ lorsque l’installation fonctionne à 100 % avec de l’hydrogène vert
Technologie éprouvée et pilotable : les installations de cogénération contribuent à compenser l’intermittence des sources renouvelables telles que l’éolien et le solaire et à maintenir la résilience du réseau électrique
Protection de l’investissement : la configuration « Ready for H2 » permet d’utiliser le gaz conventionnel aujourd’hui et de passer à l’hydrogène demain, sans remplacer l’installation
Hydrogène vert et objectifs de décarbonation
L’hydrogène vert est un gaz produit par électrolyse de l’eau à partir d’énergie provenant de sources renouvelables. Bien adapté aux moteurs destinés à la production d’électricité, de chaleur et de froid, il peut être intégré aux technologies solaires, éoliennes ou à d’autres sources renouvelables afin d’atteindre des solutions zéro émission de carbone.
Le cadre de référence est celui du Pacte vert pour l’Europe, qui fixe deux objectifs principaux : réduire les émissions de CO₂ de 55 % d’ici 2030 et atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Dans cette démarche, la cogénération à l’hydrogène complète les autres solutions de durabilité énergétique pour lesquelles AB est une référence mondiale, de la cogénération à partir de biogaz au biométhane.
Questions fréquentes sur la cogénération à l’hydrogène
Une installation de cogénération peut-elle fonctionner à l’hydrogène ?
Oui. Les installations équipées de moteurs « Ready for H2 » peuvent être alimentées par du gaz de réseau mélangé à de l’hydrogène et, lorsque la disponibilité du H₂ le permet, être converties pour fonctionner à 100 % à l’hydrogène. La mise à niveau peut être réalisée lors d’une révision ordinaire.
Quel rendement atteint la cogénération à l’hydrogène ?
Le rendement global peut atteindre 85 % : la production combinée d’électricité et de chaleur permet d’économiser environ un tiers du combustible hydrogène par rapport à la production d’électricité seule.
Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?
Il s’agit d’hydrogène produit par électrolyse de l’eau alimentée par des énergies renouvelables. Utilisé comme combustible dans une installation de cogénération, il permet de produire de l’électricité et de la chaleur sans émissions de CO₂.
Pourquoi choisir aujourd’hui une installation « Ready for H2 » ?
Parce qu’elle protège l’investissement : l’entreprise peut installer aujourd’hui une installation de cogénération alimentée au gaz naturel, commencer le blending avec de l’hydrogène lorsqu’il devient disponible et achever la conversion à 100 % H₂ lors d’une révision, sans remplacer l’installation ni ralentir son parcours de décarbonation.
