Projet commun Fraunhofer : HySecunda – Contribution H2 à la sécurité énergétique mondiale – production d’hydrogène vert en Afrique du Sud

🎯🌍 Résumé et objectifs – Solutions évolutives pour la production d'hydrogène vert

Le projet collaboratif 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 en passe de devenir un fournisseur majeur d'hydrogène vert, notamment pour l'Allemagne. Le défi actuel réside dans le stockage et la distribution de ce vecteur énergétique. Neuf instituts Fraunhofer et l'Académie Fraunhofer ont uni leurs forces au sein du projet HySecunda afin de développer des solutions pour la production, le stockage et la certification de l'hydrogène vert. Par ailleurs, le consortium soutient le renforcement des capacités en Afrique du Sud et des projets liés aux carburants d'aviation à base d'hydrogène.

🌞🤝 Le potentiel de l'Afrique du Sud et la coopération internationale

Grâce à ses abondantes ressources en énergies renouvelables, comme l'énergie solaire et éolienne, l'Afrique du Sud a le potentiel de devenir un important producteur d'hydrogène propre et durable, ce qui pourrait présenter un grand intérêt pour l'Allemagne et l'Europe. Le pays pourrait jouer un rôle clé s'il parvient à développer l'infrastructure nécessaire au stockage et à la distribution de l'hydrogène et à réduire les coûts de production.

💡🔬 Expertise spécialisée et axe de recherche

Le projet HySecunda, auquel participent plusieurs instituts Fraunhofer, vise à développer, sur une période de trois ans, des solutions pratiques et adaptables pour la production d'hydrogène vert en Afrique du Sud. Ces instituts offrent leur expertise dans les domaines suivants : microstructure des matériaux et des systèmes, économie de l'énergie et ingénierie des systèmes, infrastructures énergétiques, géothermie, céramique, recherche sur les silicates, technologies de revêtement, énergie éolienne, recherche sur les systèmes et l'innovation, et énergie solaire. Par ailleurs, un programme de formation spécifiquement adapté aux besoins des 16 États membres de la Communauté de développement de l'Afrique australe (SADC) sera mis en œuvre.

🛡️🌱 Certification et préparation au marché

L'un des principaux axes du projet est le développement de solutions conformes aux exigences du marché et des systèmes pour la certification de l'hydrogène vert et de ses dérivés. Les analyses des systèmes énergétiques et les études de faisabilité économique permettent d'identifier les risques et les conditions-cadres nécessaires dès le début du projet, ce qui constitue un fondement essentiel pour une commercialisation réussie et une importation ultérieure en Allemagne et en Europe.

🌐✨ Contexte mondial et durabilité

Pour bien comprendre le projet HySecunda, il convient également de considérer 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 CO2 et à atteindre les objectifs climatiques. L'hydrogène peut être utilisé comme vecteur énergétique dans divers secteurs tels que les transports, l'industrie et la production d'électricité. En particulier, sa capacité à stocker l'énergie pendant de longues périodes et à la transporter sur de longues distances en fait un pilier essentiel 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 illustre l'importance croissante des partenariats internationaux dans le secteur de l'énergie. Ces collaborations permettent de conjuguer transfert de technologies, développement économique et lutte contre le changement climatique. De plus, ces projets dynamisent l'économie sud-africaine en créant des emplois et en renforçant l'expertise locale dans le domaine des énergies renouvelables.

🚀⚙️ Défis et perspectives d'avenir

La technologie de l'hydrogène reste confrontée à des défis techniques et économiques. Parmi ceux-ci figurent l'efficacité de la production d'hydrogène, notamment par électrolyse, le coût des énergies renouvelables et la nécessité de développer une infrastructure sûre et performante 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 bas carbone.

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• 📚 Concept éducatif sur les énergies renouvelables dans la région de la SADC
• ✅ Certification et commercialisation de l'hydrogène vert
• 🌐 Contexte mondial de l'hydrogène comme vecteur énergétique
• ⚡ Utilisation de l'hydrogène dans les transports, l'industrie et l'énergie
• 🌱 Soutien économique local grâce aux technologies H2

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🌟 Principaux domaines d'innovation technologique

Les instituts Fraunhofer en Allemagne sont réputés pour leurs travaux pionniers en recherche appliquée et jouent un rôle crucial dans le développement de technologies innovantes. En favorisant les avancées scientifiques, ils concentrent leurs efforts, entre autres, sur quatre grands domaines technologiques d'une importance capitale pour l'industrie et l'environnement.

🔍Développement de la technologie des capteurs

Tout d'abord, ces instituts se consacrent au développement de technologies de capteurs de pointe. Parmi les approches novatrices, on peut citer la conception de capteurs à sensibilité accrue, permettant de détecter plus tôt et plus efficacement les fuites dans les réservoirs et les pipelines. Cette technologie vise également à détecter plus rapidement les signes de corrosion et de fatigue des matériaux, un aspect crucial pour la maintenance et la sécurité dans divers secteurs industriels. Par exemple, l'utilisation de ces capteurs dans l'industrie pétrolière et gazière pourrait prévenir les dommages environnementaux et améliorer l'efficacité opérationnelle.

🛡️ Innovation dans les couches barrières

Dans un second temps, les instituts se concentrent sur des revêtements barrières innovants contre l'oxygène et l'hydrogène. Ces revêtements sont essentiels à l'intégrité des cellules d'électrolyse, car ils empêchent la pénétration de l'oxygène et de l'hydrogène dans les segments adjacents. Des revêtements barrières améliorés permettent non seulement d'allonger la durée de vie des cellules d'électrolyse, mais aussi d'accroître considérablement leur sécurité. Ceci est particulièrement pertinent pour le secteur de l'énergie, où les cellules d'électrolyse constituent une technologie clé pour le stockage de l'énergie renouvelable sous forme d'hydrogène.

💰 Rapport coût-efficacité des plaques bipolaires

Le troisième objectif stratégique porte sur des revêtements plus économiques pour les plaques bipolaires. Ces plaques sont des composants essentiels des piles à combustible et des électrolyseurs. Elles servent de séparateurs conducteurs et assurent la distribution des gaz de réaction. Traditionnellement, ces plaques sont fabriquées à partir de matériaux coûteux comme le titane ou le graphite et sont souvent revêtues de métaux précieux tels que l'or ou le platine afin d'accroître leur durée de vie. Les instituts Fraunhofer visent à développer des revêtements moins onéreux mais tout aussi performants, capables de résister aux conditions de fonctionnement exigeantes : température, pression, tensions électriques et environnements corrosifs.

🌬️ Améliorations apportées aux couches de transport

Quatrième et dernière optimisation, le développement des couches de transport poreuses (CTP) est essentiel. Ces couches assurent l'acheminement des réactifs, tels que les gaz et les liquides, ainsi que le transport des ions au sein des cellules d'électrolyse. L'amélioration de ces CTP peut avoir un impact considérable sur la vitesse de réaction et l'efficacité globale de la conversion d'énergie. Une efficacité accrue se traduit par une production d'énergie utilisable supérieure pour une même quantité d'énergie consommée, ce qui réduit les coûts et renforce la durabilité.

🌍 Contribution à un avenir durable

Les instituts Fraunhofer travaillent sur des technologies clés qui non seulement améliorent la performance et la sécurité des systèmes, mais contribuent également à la réduction des coûts et à la protection de l'environnement à long terme. Ces développements ont le potentiel de révolutionner divers secteurs industriels, tels que le stockage de l'énergie, l'industrie automobile, la construction d'installations et l'industrie chimique. Au-delà de la recherche d'efficacité et de viabilité économique, les travaux novateurs des instituts Fraunhofer contribuent de manière significative aux efforts mondiaux visant à bâtir un avenir durable et respectueux de l'environnement.

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🔬🤝 Besoins en recherche et développement pour la transition énergétique

La sécurité énergétique est une préoccupation majeure pour l'Allemagne et l'Europe, d'autant plus que les développements géopolitiques de ces dernières années ont clairement démontré l'importance d'un approvisionnement énergétique indépendant et durable. Dans ce contexte, des projets de recherche et développement comme HySecunda sont non seulement novateurs, mais aussi essentiels à la réussite de la transition énergétique et à la réalisation des objectifs climatiques de l'Accord de Paris.

🏢💪 Société Fraunhofer : Un acteur clé

La Société Fraunhofer joue un rôle essentiel dans la recherche de la sécurité énergétique en Allemagne et en Europe. En tant que plus grande organisation de recherche appliquée en Europe, elle met à profit son expertise pluridisciplinaire à travers des projets visant à développer des solutions innovantes. L'engagement du professeur Mario Ragwitz dans le domaine stratégique de la recherche sur les technologies de l'hydrogène en est une illustration éloquente.

💼🌟 Le projet HySecunda : un exemple brillant

Le projet HySecunda, lancé lors d'une réunion inaugurale à Halle (Saale) les 29 et 30 novembre 2023, est un exemple remarquable de ce type d'initiatives. Bénéficiant d'un 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, il témoigne de l'importance que le gouvernement allemand accorde à ce sujet. Son objectif est de promouvoir l'hydrogène vert et ses dérivés, notamment dans la région de la SADC en Afrique du Sud, tout en établissant des collaborations à long terme.

🤲🏽🔄 Collaboration au sein du consortium

Les partenaires du consortium HySecunda, qui réunit neuf instituts Fraunhofer, sont essentiels à la réalisation des objectifs ambitieux du projet. En combinant leurs expertises uniques, ils pourront développer des technologies innovantes pour la production et l'utilisation d'hydrogène vert et de vecteurs énergétiques synthétiques. Selon le Dr Klemens Ilse, responsable du groupe Diagnostic des matériaux pour les technologies H2 à l'institut Fraunhofer IMWS et chef de projet, ce projet représente une étape décisive pour le développement du marché de l'hydrogène vert et de ses dérivés.

🔋♻️ L’hydrogène comme vecteur énergétique du futur

L'hydrogène joue un rôle clé dans la décarbonation de l'industrie et des transports, notamment là où l'électrification directe est difficile, voire impossible. L'hydrogène vert, produit par électrolyse à partir d'électricité issue de sources d'énergie renouvelables, présente un intérêt particulier car sa combustion ne libère que de l'eau et constitue ainsi une alternative propre.

✈️🌿 Promouvoir les énergies vertes dans le transport aérien

Le projet HyShiFT, auquel participe le consortium HySecunda, vise à mettre en place la production de carburant d'aviation vert. Ce projet souligne l'importance de l'hydrogène vert dans le secteur aéronautique, un domaine qui a un besoin urgent de solutions durables en raison de sa forte consommation de carburant et de ses émissions élevées.

🏭📈 Importance pour l'économie régionale et la création de valeur

L’importance de tels projets pour le développement économique régional est indéniable. Les collaborations à long terme constituent le fondement de la création de valeur locale, améliorent les infrastructures énergétiques et permettent de réduire la dépendance au charbon et aux combustibles fossiles importés.

🌍💚 Durabilité et développement socio-économique

Les instituts Fraunhofer privilégient une approche globale qui prend en compte les aspects socio-économiques au même titre que le développement technique. Il ne s'agit pas seulement de produire de l'hydrogène, mais aussi de développer des modèles économiques viables permettant une mise en œuvre économiquement durable.

🔋🌞 Potentiel de la région de la SADC pour l'hydrogène vert

L'hydrogène vert peut également servir de moyen de stockage pour l'énergie excédentaire issue de sources renouvelables, et la région de la SADC offre des conditions idéales à cet égard grâce à son fort potentiel en énergie solaire et éolienne. Inversement, 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, renforçant ainsi sa sécurité énergétique.

🌐🔗 Une politique énergétique en réseau pour l'avenir

L'engagement de la Société Fraunhofer en faveur des technologies de l'hydrogène n'est qu'un aspect d'une approche plus globale visant à garantir la sécurité énergétique. Les énergies renouvelables, telles que l'éolien et le solaire, jouent un rôle tout aussi important, de même que l'efficacité énergétique, l'interconnexion des réseaux énergétiques et les technologies numériques pour une gestion intelligente de l'approvisionnement en énergie.

🔍🌱 La recherche comme moteur d'innovation et d'indépendance énergétique

En définitive, le projet HySecunda illustre parfaitement comment la recherche et le développement, conjugués à la coopération internationale et à une volonté affirmée de durabilité et d'indépendance énergétique, peuvent aboutir à des progrès concrets et à des solutions innovantes. Il démontre les opportunités offertes par la technologie de l'hydrogène et le rôle que jouent l'Allemagne et l'Europe sur le marché mondial de l'énergie.

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