Gitter von Atomen vor grünem Hintergrund

L'hydrogène vert électriquement sûr

Vecteur énergétique du futur

L'hydrogène est sur toutes les lèvres. En effet, l'hydrogène est considéré comme un vecteur énergétique et un accumulateur d'énergie idéal. C'est la raison pour laquelle il joue un rôle important dans la transition énergétique.

Cependant, la production d'hydrogène est extrêmement complexe. Pour répondre à la demande croissante, il faut produire de plus en plus d'hydrogène vert. L'avantage : L'hydrogène vert est produit sans émissions et peut être reconverti en énergie électrique sans émissions.

Besoin croissant d'hydrogène

Rien qu'en Allemagne, les besoins vont passer de 55 TWh à 800 TWh en 2050 (consulter l'infographie). Par conséquent, la production d'hydrogène vert va nécessiter une très grande quantité d'énergie provenant du soleil, du vent et de l'eau.

La puissance d'électrolyse installée jusqu'à présent est toutefois trop faible pour pouvoir couvrir les besoins de 100 TWh ou de 3 Mio. de tonnes d'hydrogène en 2030. De nombreuses autres installations d’électrolyse seront donc nécessaires.

Le besoin en hydrogène en Allemagne aujourd'hui et à l'avenir

Le défi de la sécurité électrique

La production d'hydrogène par électrolyse nécessite une grande quantité d'énergie électrique. L'électricité est générée lorsque l'hydrogène est utilisé dans les piles à combustible.

Les personnes et les installations doivent être protégées contre les dangers du courant électrique. Les défis techniques pour un fonctionnement sûr des électrolyseurs et des piles à combustible sont importants. Pour les installations d'électrolyse en particulier, il existe actuellement des domaines qui ne sont pas décrits dans une norme ou un règlement de sécurité. C'est pourquoi un concept de sécurité personnalisé doit actuellement être élaboré pour chaque projet.

Pour en savoir plus, consultez notre brochure "Hydrogène - Sécurité électrique de la production à l'utilisateur final" (en anglais).

Pour que les objectifs liés à la montée en puissance de l'hydrogène puissent être atteints, Bender apporte sa contribution, en collaboration avec des partenaires industriels et scientifiques, à l'élaboration d'une norme pour la sécurité électrique des électrolyseurs.

 

Électrolyse

Lors de l'électrolyse, l'eau est décomposée en ses deux composants, l'hydrogène et l'oxygène, au moyen d'un courant électrique. Selon la taille des installations d'électrolyse utilisées, des courants très élevés (parfois de l'ordre du kA) circulent. En raison de ces courants élevés, les installations d'électrolyse sont soumises à des exigences de sécurité particulières.

Piles à combustible

Dans les piles à combustible, l'hydrogène est transformé en courant électrique par l'apport d'oxygène. C'est pourquoi, lors de l'utilisation de piles à combustible, il faut tenir compte des normes et prescriptions correspondantes pour un fonctionnement sûr des installations électriques. Les exigences varient en fonction du modèle et de l'utilisation prévue des piles à combustible.

Pour un fonctionnement électriquement sûr et en même temps fiable des électrolyseurs et des piles à combustible, il est recommandé, lors de la planification de l'installation, de prévoir dès le départ une surveillance permanente des défauts d'isolement et des courants de défaut. En effet, seule une surveillance permanente des défauts d'isolement et des courants de défaut permet de garantir un fonctionnement sûr et planifiable.

Des solutions pour des installations électriques intelligentes et plus sûres

Depuis plus de 75 ans, Bender est le pionnier et le leader sur le marché des solutions qui rendent le courant électrique intelligent et plus sûr. Notre expérience et nos technologies sophistiquées ont joué un rôle important dans les développements techniques de ces dernières années et décennies. Par exemple, dans la transformation du secteur de l'énergie et de l'électromobilité.

Dans le domaine de la production et de l'utilisation de l'hydrogène, Bender propose également des solutions pour un fonctionnement électriquement sûr. De plus, nous nous impliquons activement dans les comités de normalisation correspondants afin de créer les conditions cadres nécessaires au développement et à la production d'applications d'hydrogène sûres.

Nous vous aidons à mettre en œuvre votre application hydrogène

  • Solutions et concepts personnalisés

  • Mise en œuvre d'un concept de sécurité holistique avec les composantes suivantes des objectifs de protection :

    • Protection de l'installation

    • Protection contre les effets thermiques

    • Protection contre les dangers du courant électrique

  • Disponibilité de l'installation en tant que partie intégrante des objectifs de protection

  • Extension de l'installation et effets d'échelle

  • Choix de la forme de réseau appropriée et cohérente (avec ou sans mise à la terre)

  • Surveillance des défauts d'isolement et des courants de défaut

  • Détection précoce des asymétries dans l'alimentation électrique afin d'éviter des courants d'égalisation trop élevés

     

Roman Schmattloch

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Pour plus d'informations, contactez Roman Schmattloch.

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Questions et réponses

L'hydrogène est l'élément chimique le plus abondant et le plus léger de l'univers. À température ambiante, c'est un gaz incolore. L'hydrogène est également une matière première chimique importante.

 

Les gisements naturels d'hydrogène sont rares sur la Terre et ne sont généralement pas exploitables d'un point de vue technique et économique. Il faut donc extraire l'hydrogène des substances et des composés existants. Il existe pour cela différents procédés. Un procédé fréquemment utilisé est l'électrolyse, au cours de laquelle l'eau est décomposée en ses deux composants, l'hydrogène et l'oxygène, à l'aide d'un courant électrique.

 

L'hydrogène peut être obtenu de différentes manières et à partir de différents matériaux de base. De nombreux procédés d'obtention de l'hydrogène ne sont pas climatiquement neutres. L'hydrogène vert est obtenu par électrolyse de l'eau. Ce procédé consiste à décomposer l'eau en ses deux composants, l'hydrogène et l'oxygène. L'électricité nécessaire à l'électrolyse provient exclusivement de sources d'énergie renouvelables.

 

C'est de loin l'hydrogène le plus „propre“. En effet, ni la production par électrolyse, ni l'obtention de l'électricité nécessaire ne polluent l'environnement avec des émissions polluantes nocives pour le climat. Pour obtenir de l'hydrogène vert, on utilise exclusivement de l'électricité provenant de sources d'énergie renouvelables.

La production d'hydrogène vert est actuellement encore relativement coûteuse
par rapport aux autres méthodes de production d'hydrogène. De plus, certains défis techniques doivent être surmontés.

L'électrolyse nécessite une très grande quantité d'énergie qui doit être acheminée des sources d'énergie renouvelables vers l'électrolyseur. Le courant électrique élevé nécessaire au fonctionnement d'un électrolyseur exige des sections de câble d'alimentation importantes et des concepts de sécurité spéciaux pour se protéger contre les dangers du courant électrique. Mais la technologie des processus en aval, comme les pompes, les compresseurs et les sécheurs, doit également être conçue pour l'hydrogène.

Depuis plus de 75 ans, Bender est un pionnier et le leader du marché dans le domaine de la surveillance de l'isolement. Bender contribue à rendre la production d'hydrogène vert par électrolyse plus sûre et plus efficace.

La technologie de surveillance de l'isolement contribue à la sécurité opérationnelle des électrolyseurs. Nous proposons également des solutions pour la surveillance (hors ligne) des systèmes critiques de la technologie des processus, tels que les pompes, les compresseurs et les sécheurs, afin de garantir leur disponibilité en cas de besoin.