Projet commun Fraunhofer : HySecunda – Contribution H2 à la sécurité énergétique mondiale – production d’hydrogène vert en Afrique du Sud
Publié le : 4 décembre 2023 / Mise à jour du : 4 décembre 2023 - Auteur : Konrad Wolfenstein
Solutions évolutives pour la production d’hydrogène vert H2 en Afrique du Sud – Image : Xpert.Digital
🌿🔋 Le projet commun HySecunda - Solutions évolutives pour la production d'hydrogène vert
🎯🌍 Résumé et objectifs – Solutions évolutives pour la production d’hydrogène vert
Le projet commun HySecunda vise à optimiser la production, le stockage, le renforcement des capacités et la certification de l'hydrogène vert (H2). L’Afrique du Sud est sur le point de devenir un principal fournisseur potentiel d’hydrogène vert, y compris pour l’Allemagne. Le défi actuel réside dans le stockage et la distribution de cette source d’énergie. Neuf instituts Fraunhofer et l'Académie Fraunhofer ont uni leurs forces dans le projet HySecunda pour développer des solutions pour la production, le stockage et la certification de l'hydrogène vert. En outre, le consortium soutient le renforcement des capacités en Afrique du Sud et des projets sur les carburants à base d'hydrogène pour l'aviation.
🌞🤝 Potentiel de l'Afrique du Sud et coopération internationale
Grâce à l’abondance de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne, l’Afrique du Sud a le potentiel de devenir un producteur majeur d’hydrogène propre et durable, ce qui pourrait présenter un grand intérêt tant pour l’Allemagne que pour l’Europe. Le pays pourrait jouer un rôle clé s’il réussit à développer les infrastructures de stockage et de distribution de l’hydrogène et à réduire les coûts de production.
💡🔬 Expertise en la matière et orientation de la recherche
Le projet HySecunda, dans lequel sont impliqués différents instituts Fraunhofer, se concentre sur le développement de solutions pratiques et évolutives pour la production d'hydrogène vert en Afrique du Sud sur une période de trois ans. Ces instituts offrent une expertise dans les domaines de la microstructure des matériaux et des systèmes, de l'économie de l'énergie et de la technologie des systèmes, des infrastructures énergétiques, de l'énergie géothermique, de la céramique, de la recherche sur les silicates, des technologies de revêtement, de l'énergie éolienne, de la recherche sur les systèmes et l'innovation et de l'énergie solaire. En outre, un concept éducatif spécifiquement adapté aux besoins des 16 États de la Communauté de développement de l'Afrique australe (SADC) est mis en œuvre.
🛡️🌱 Certification et préparation au marché
L'un des principaux objectifs du projet est également le développement de solutions conformes au marché et aux systèmes pour la certification de l'hydrogène vert et de ses dérivés. Les analyses du système énergétique et les études de faisabilité économique aident à identifier à un stade précoce les risques et les conditions-cadres nécessaires, ce qui constitue une base importante pour une commercialisation réussie et une importation ultérieure en Allemagne et en Europe.
🌐✨ Contexte mondial et durabilité
Afin d’avoir un regard global sur le projet HySecunda, il faut également prendre en compte le contexte mondial de l’hydrogène vert. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) prévoit une demande croissante d’hydrogène vert dans le cadre des efforts mondiaux visant à réduire les émissions de carbone et à atteindre les objectifs climatiques. L’hydrogène peut être utilisé comme source d’énergie dans divers secteurs tels que les transports, l’industrie et la production d’énergie. En particulier, la capacité de l’hydrogène à stocker de l’énergie sur de longues périodes et à la transporter sur de longues distances en fait un pilier important de la transition énergétique.
🤝🌏 Partenariats internationaux et développement local
La coopération entre l’Allemagne et l’Afrique du Sud dans le domaine de l’hydrogène est également un exemple de l’importance croissante des partenariats internationaux dans le secteur énergétique. Grâce à de telles collaborations, le transfert technologique, le développement économique et la lutte contre le changement climatique peuvent aller de pair. De tels projets favorisent également l'économie locale en Afrique du Sud en créant des emplois et en renforçant les compétences locales dans le domaine des énergies renouvelables.
🚀⚙️ Défis et parcours futurs
La technologie de l’hydrogène reste confrontée à des défis techniques et économiques. Il s’agit notamment de l’efficacité de la production d’hydrogène, notamment par électrolyse, du coût des énergies renouvelables et de la nécessité de développer une infrastructure sûre et efficace pour le transport et le stockage de l’hydrogène. Des projets comme HySecunda sont essentiels pour relever ces défis et accélérer la transition vers un avenir à faibles émissions de carbone.
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- 🌐 Contexte mondial de l'hydrogène comme source d'énergie
- ⚡ Utilisation de l'hydrogène dans les transports, l'industrie et l'énergie
- 🌱 Soutien à l'économie locale grâce aux technologies H2
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🔬🇩🇪 Les recherches révolutionnaires des instituts Fraunhofer en Allemagne
🌟 Principaux domaines d'innovation technologique
Les instituts Fraunhofer en Allemagne sont connus pour leur travail de pionnier en matière de recherche appliquée et jouent un rôle crucial dans le développement de technologies innovantes. En promouvant les percées scientifiques, ils se concentrent, entre autres, sur quatre domaines principaux du secteur technologique qui revêtent une grande importance pour l'industrie et l'environnement.
🔍Extension de la technologie des capteurs
Premièrement, les instituts se consacrent au développement de technologies de capteurs de pointe. Les approches révolutionnaires incluent la conception de capteurs dotés d’une sensibilité accrue qui peuvent aider à détecter les fuites dans les réservoirs et les pipelines plus tôt et de manière plus fiable. De même, cette technologie de capteurs vise à détecter plus rapidement les signes de corrosion et de fatigue des matériaux, ce qui est crucial pour la maintenance et la sécurité dans diverses industries. Par exemple, l’utilisation de ces capteurs dans l’industrie pétrolière et gazière pourrait prévenir les dommages environnementaux et accroître l’efficacité opérationnelle.
🛡️ Innovation dans les couches barrières
Dans le deuxième domaine, les instituts se concentrent sur les couches innovantes de barrière à l’oxygène et à l’hydrogène. De tels revêtements sont essentiels à l’intégrité des cellules électrolytiques car ils empêchent l’oxygène et l’hydrogène de pénétrer dans les segments adjacents. Les couches barrières améliorées prolongent non seulement la durée de vie des cellules électrolytiques, mais augmentent également considérablement leur sécurité. Cela est particulièrement pertinent pour le secteur de l’énergie, où les cellules électrolytiques représentent une technologie clé pour stocker l’énergie renouvelable sous forme d’hydrogène.
💰 Rentabilité des plaques bipolaires
Le troisième objectif stratégique se concentre sur des revêtements plus rentables pour les plaques bipolaires (BPP). Les plaques bipolaires sont des éléments essentiels des piles à combustible et des électrolyseurs. Ils servent de couches de séparation conductrices qui distribuent également les gaz de réaction. Traditionnellement, ces plaques sont fabriquées à partir de matériaux coûteux tels que le titane ou le graphite et sont souvent recouvertes de métaux précieux comme l'or ou le platine pour augmenter leur durabilité. Les instituts Fraunhofer s'efforcent de développer des revêtements moins chers mais performants, capables de résister aux exigences opérationnelles élevées de température, de pression, de tension électrique et d'environnements corrosifs.
🌬️ Améliorations des couches de transport
Des quatrièmes et dernières optimisations sont recherchées dans le développement de couches de transport poreuses (PTL). Ces couches sont essentielles à l’apport de réactifs tels que les gaz et les liquides ainsi qu’au transport des ions au sein des cellules d’électrolyse. L'amélioration de ces PTL peut avoir un impact considérable sur la vitesse de réaction et l'efficacité globale de la conversion d'énergie. Une plus grande efficacité signifie qu’une plus grande quantité d’énergie utilisable est produite pour le même intrant, ce qui réduit les coûts et augmente la durabilité.
🌍 Contribution à un avenir durable
Les instituts Fraunhofer travaillent sur des technologies clés qui non seulement augmentent les performances et la sécurité des systèmes, mais peuvent également contribuer à réduire les coûts et à protéger l'environnement à long terme. Ces développements ont le potentiel de révolutionner un large éventail de secteurs industriels, notamment le stockage d’énergie, l’automobile, la construction d’installations et l’industrie chimique. Au-delà des efforts d'efficacité et de rentabilité, le travail d'innovation des instituts Fraunhofer apporte une contribution significative aux efforts mondiaux visant à façonner un avenir durable et respectueux de l'environnement.
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🌍🔋 Contribution à la sécurité énergétique en Allemagne et en Europe
🔬🤝 Besoins de recherche et développement pour la transition énergétique
La sécurité énergétique est une préoccupation centrale pour l’Allemagne et l’Europe, d’autant plus que les évolutions géopolitiques de ces dernières années ont mis en évidence l’importance d’un approvisionnement énergétique indépendant et durable. Dans ce contexte, les projets de recherche et développement comme HySecunda sont non seulement révolutionnaires, mais nécessaires pour réussir la transition énergétique et atteindre les objectifs climatiques de Paris.
🏢💪 Fraunhofer-Gesellschaft : Un acteur central
La Fraunhofer-Gesellschaft joue un rôle clé dans la poursuite de la sécurité énergétique en Allemagne et en Europe. En tant que plus grande organisation de recherche appliquée en Europe, elle apporte son expertise complète à travers des projets multidisciplinaires pour développer des solutions innovantes. L'engagement dans le domaine de recherche stratégique des technologies de l'hydrogène mentionné par le professeur Mario Ragwitz l'illustre de manière impressionnante.
💼🌟 Le projet HySecunda : Un exemple éclatant
Le projet HySecunda, lancé lors d'une réunion de lancement les 29 et 30 novembre 2023 à Halle (Saale), est un exemple remarquable de telles initiatives. Avec un volume de financement d'environ 15 millions d'euros, soutenu par le 7e programme de recherche énergétique du ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche, l'importance que le gouvernement fédéral attache à ce sujet est démontrée. L’objectif est de promouvoir l’hydrogène vert et ses dérivés, notamment dans la région de la SADC en Afrique du Sud, et en même temps de construire une coopération à long terme.
🤲🏽🔄 Collaboration au sein du consortium
Les partenaires du consortium HySecunda, qui rassemble neuf instituts Fraunhofer différents, jouent un rôle crucial dans la réalisation des objectifs ambitieux du projet. En combinant leurs expertises uniques, il sera possible de développer des technologies innovantes pour la production et l’utilisation d’hydrogène vert et de sources d’énergie de synthèse. Selon le Dr. Klemens Ilse, chef de groupe pour le diagnostic des matériaux pour les technologies H2 chez Fraunhofer IMWS et en charge du projet, le projet constitue une étape cruciale pour la montée en puissance du marché de l'hydrogène vert et de ses dérivés.
🔋♻️ L'hydrogène comme source d'énergie du futur
L’hydrogène joue un rôle clé dans la décarbonation de l’industrie et des transports, en particulier là où l’électrification directe est difficile ou impossible. L'hydrogène vert, obtenu par électrolyse à partir d'électricité issue d'énergies renouvelables, est particulièrement mis en avant car il ne libère de l'eau que lorsqu'il est brûlé et constitue donc une alternative propre.
✈️🌿 Promouvoir l'énergie verte dans l'aviation
Le projet HyShiFT, avec lequel le consortium HySecunda est en partenariat, vise à établir la production de carburant d'aviation vert. Ce projet souligne la pertinence de l'hydrogène vert également dans le secteur de l'aviation, un domaine qui a un besoin urgent de solutions durables en raison des besoins élevés en carburant et des émissions.
🏭📈 Importance pour l'économie régionale et la création de valeur
L'importance de tels projets pour le développement économique régional ne doit pas être sous-estimée. Les collaborations à long terme constituent la base de la création de valeur locale, améliorent les infrastructures énergétiques et réduisent la dépendance au charbon et aux combustibles fossiles importés.
🌍💚 Durabilité et développement socio-économique
Les instituts Fraunhofer poursuivent une approche globale qui prend en compte les aspects socio-économiques en plus du développement technique. Il ne s’agit pas seulement de la production pure d’hydrogène, mais aussi du développement de modèles commerciaux viables permettant une mise en œuvre économiquement durable.
🔋🌞 Potentiel de la région SADC pour l'hydrogène vert
L'hydrogène vert peut également servir de moyen de stockage pour l'énergie excédentaire provenant de sources renouvelables, et la région de la SADC offre ici des conditions idéales grâce à son potentiel élevé en énergie solaire et éolienne. A l’inverse, cela pourrait signifier que l’Europe pourrait couvrir une partie de ses besoins énergétiques en important de l’hydrogène vert ou ses dérivés de cette région, augmentant ainsi sa sécurité énergétique.
🌐🔗 Politique énergétique en réseau pour l'avenir
Cependant, l'engagement de la Fraunhofer-Gesellschaft en faveur des technologies de l'hydrogène n'est qu'un aspect d'une approche plus large visant à parvenir à la sécurité énergétique. Les énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire jouent un rôle tout aussi important que l'efficacité énergétique, la mise en réseau des systèmes énergétiques et les technologies numériques pour un contrôle intelligent de l'approvisionnement en énergie.
🔍🌱 La recherche comme moteur d’innovation et d’indépendance énergétique
Dans l’ensemble, le projet HySecunda est un excellent exemple de la manière dont la recherche et le développement, associés à une collaboration internationale et à une orientation claire vers la durabilité et l’indépendance énergétique, peuvent conduire à des progrès concrets et à des solutions innovantes. Il montre les opportunités qu'offre la technologie de l'hydrogène et le rôle que jouent l'Allemagne et l'Europe dans un marché énergétique mondialisé.
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