Production d’H₂ NH₃ et
SAF / e-SAF

Production d’H₂ NH₃ et SAF / e-SAF

La production d’hydrogène vert présente plusieurs difficultés techniques, économiques et logistiques qui freinent son déploiement à grande échelle, notamment sa compétitivité par rapport à l’h2 fossile du fait d’un coût bien trop élevé, avec peu de perspectives de baisser. Pour tenter de réduire les prix, les producteurs d’h2 vert se sont engagés dans une course au gigantisme des installations d’électrolyse, atteignant 250 MW en Chine, espérant abaisser les prix par effet d’échelle. Toutefois, même avec un tel dimensionnement l’électrolyseur géant Chinois alimenté à 100% par des ENR (PV/éolien) n’a produit que 4.000 T/h2 alors qu’il aurait du délivrer 20.000 T/an, soit une productivité de seulement 20% pour un coût de 6 $/kg

En réalité, pour réduire drastiquement les coûts il faut augmenter fortement le rendement de l’installation et sa productivité, ainsi que diminuer le coût des ENR. Malheureusement les dispositifs ENR actuels tels que PV + électrolyseur ne permettent des rendements nets que d’environ 12% pour 1.500h en France de production/an, expliquant les forts prix de revient de l’h2 vert et la difficulté du marché à s’imposer et se développer.

H2-HT : rendement maximal en hydrogène

A contrario, notre technologie permet une production 8760h/an et l’utilisation de hautes températures pour le fonctionnement de nos convertisseurs thermodynamiques de rendement 35 % jusqu’à 60% en bi étagé. Par conséquent, nous pouvons simplement intégrer dans nos dispositifs solaires HST des stacks d’électrolyse HT (haute température) du type SOEC fonctionnant à 750°C dont le rendement net dépasse les 90%. Ainsi, nous parvenons avec nos dispositifs à un rendement net inégalé > 32 % et une productivité > 6 fois supérieure au PV/électrolyseur, 8760h/an, permettant de projeter un prix de l’h2 divisé par deux face à l’état de l’art, et donnant naissance à notre procédé H2-HT. Nous proposons actuellement des unités H2-HT pouvant générer de 10 à > 100 kg/h2 par jour sur la base de nos technologies actuelles. En incluant prochainement nos convertisseurs électro solaires bi-étagés de rendement 60%, nous approcherons les 50% de rendement net de production d’h2 et des capacités de plusieurs kT h2/an

• Concernant les principaux défis des technologies ENR actuelles PV – éolien – électrolyseurs - batteries:

1- Coût élevé de production

L’hydrogène vert est principalement produit par électrolyse de l’eau utilisant de l’électricité renouvelable, soit avec des électrolyseurs, soit avec des PAC (piles à combustible) dont le rendement moyen est d’environ 60%. De ce fait, le coût de l’h2 vert est 3 fois plus élevé que celui de l’hydrogène gris (issu des énergies fossiles). La réduction des coûts nécessite donc l’optimisation des électrolyseurs, la baisse du prix des énergies renouvelables, des économies d’échelle dans la production, ainsi qu’une forte productivité tout au long de l’année qui implique un puissant et très coûteux stockage dans des batteries Li/ion pour limiter les effets de l’intermittence.
De plus, les électrolyseurs et PAC subissent de rapides dégradations préjudiciables lors de variations brusques de puissance, un lissage énergétique par batterie étant dès lors nécessaire.

2- Besoins énergétiques élevés

L’électrolyse de l’eau a un rendement énergétique d’environ 60 %, ce qui signifie qu’une partie importante de l’énergie électrique est perdue sous forme de chaleur. De plus, pour produire une quantité significative d’hydrogène, il faut d’énormes quantités d’électricité renouvelable, ce qui pose la question de la disponibilité des ressources et des importantes surfaces foncières nécessaires.

Game-changer dans la production d’h2​

Notre dispositif renouvelable capable de produire de l’hydrogène vert avec un très haut rendement et une disponibilité de 8 760 heures par an présente plusieurs avantages stratégiques majeurs :​

1- Réduction drastique du coût de production de l'hydrogène

1. Un rendement élevé diminue la quantité d'énergie primaire nécessaire, ce qui optimise le coût du kWh d'hydrogène.​

2. Une production continue évite les coûts liés au stockage intermédiaire ou aux pertes d’intermittence des ENR classiques.​​

2- Optimisation des infrastructures

1. Pas besoin de surdimensionner les équipements (ressources ENR, électrolyseurs, compresseurs, stockage) pour compenser des périodes sans production.​​

2. Réduction des CAPEX et OPEX, rendant l’hydrogène compétitif face aux énergies fossiles.​​​

3. Pas de dégradation prématurée des installations du fait de la parfaite continuité de la production​​​​

4. Taux de charge à 100%, là où le plus gros électrolyseur au monde (Chine 250 MW) est limité à 20 % pour > 6€/kg h2​​​​

4. Indépendance énergétique et stabilité du réseau​

1. Une production stable permet une meilleure intégration dans le mix énergétique et le réseau gazier.​

2. Contribution à la sécurité énergétique nationale et réduction des importations de combustibles fossiles.​​​

5. Décarbonation massive de l’industrie et des transports​

1. Avec un hydrogène compétitif et disponible en continu, il devient possible de remplacer les usages fossiles (sidérurgie, chimie, transports lourds, aviation, etc.).​​​

2. Accélération de la transition vers une économie à zéro émission nette.​​​​

6. Avantage stratégique sur le marché de l’hydrogène​​

1. Une production prévisible et fiable facilite la signature de contrats long terme avec des industriels et permet d’exporter de l’hydrogène à grande échelle.​​​​​

2. Positionnement compétitif face à d’autres solutions intermittentes nécessitant un stockage coûteux.​​

3. Production parfaitement prévisible permettant de totalement optimiser les infrastructures logistiques​ ​ ​

​ Un tel dispositif représente donc un game-changer pour la transition énergétique, alliant performance économique et impact environnemental positif.

Production de NH3

Du NH3 vert à prix compétitif ?

Notre procédé renouvelable capable de produire de l’ammoniac vert avec un très haut rendement, une production continue (8 760 h/an) et bénéficiant nativement de très hautes températures et pressions offre des avantages stratégiques considérables :

1- Réduction drastique du coût de production de l’ammoniac​

Un haut rendement énergétique diminue la consommation d’énergie primaire, réduisant ainsi le coût du kWh d’ammoniac.

Une production continue supprime le besoin de stockage tampon d’hydrogène, évitant les pertes et coûts supplémentaires.​

2. Processus de synthèse optimisé grâce aux hautes températures et pressions​

La production d’ammoniac via le procédé Haber-Bosch est un processus thermochimique nécessitant des conditions extrêmes (~400-500°C et 150-300 bars), fournies directement par notre procédé​

Notre dispositif fournissant directement ces conditions, cela permet de réduire drastiquement l’apport énergétique externe nécessaire, optimisant ainsi l’efficacité globale et réduisant les coûts CAPEX et OPEX.​

Moins de dépendance aux infrastructures énergétiques fossiles (gaz naturel, électricité carbonée) pour le chauffage et la compression.​

3- Une production stable et sécurisée pour l’industrie et l’export​​

Un fonctionnement en continu assure une stabilité d’approvisionnement, essentielle pour les industries consommatrices (engrais, chimie, hydrogène-carrier, carburant maritime, etc.).​

Cela permet de signer des contrats long terme avec des clients industriels et de garantir une compétitivité face aux producteurs fossiles.​​

4. Un vecteur énergétique clé pour la transition énergétique​​

L’ammoniac vert est unexcellent vecteur d’hydrogène : il se stocke et se transporte plus facilement que l’hydrogène pur, ouvrant la voie à une économie mondiale de l’hydrogène.​​

Il peut être utilisé comme carburant bas-carbone dans le maritime, la production d’électricité ou l’industrie sidérurgique, réduisant massivement les émissions de CO₂.​​

5. Une indépendance énergétique accrue et un levier géopolitique​​​

Réduction de la dépendance aux engrais fossiles et aux importations d’ammoniac gris/bleu (aujourd’hui principalement produit à partir du gaz naturel).​

Opportunité de devenir un leader mondial de l’ammoniac vert et d’exporter vers des marchés à forte demande (UE, Japon, Corée du Sud).​​

Conclusion

Un tel dispositif est un game-changer pour l’industrie chimique et énergétique : il rend l’ammoniac vert compétitif face aux alternatives fossiles, accélère la transition énergétique, et positionne ses producteurs comme des acteurs clés du marché mondial de l’énergie propre.​