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Stocker et gérer l’énergie sous forme d’hydrogène : la Greenergy BoxTM d’AREVA

AREVA, au travers de sa filiale Stockage de l’énergie, a développé une solution de stockage et de gestion énergétique à base d’hydrogène : la Greenergy BoxTM. Ce développement a été réalisé avec le soutien de l’organisme public de financement et de soutien à l’innovation technologique OSEO, dans le cadre du programme Horizon Hydrogène Energie (H2E). Le programme Horizon Hydrogène Energie (H2E) est une plateforme d’innovation regroupant 19 partenaires mettant en commun des compétences et des moyens autour d’un objectif : construire en France une filière hydrogène énergie durable et compétitive en répondant aux besoins des premiers clients.

Ce concept industriel innovant, composé d’un électrolyseur et d’une pile à combustible, est un dispositif unique au monde à ce niveau de puissance. Il permet le stockage d’hydrogène et d’oxygène obtenus par électrolyse de l’eau en période de faible demande d’énergie et leur recombinaison pour produire de l’électricité lors des pics de consommation.

Couplée aux énergies renouvelables, la Greenergy BoxTM apporte une solution aux problèmes d’intermittence, en stockant l’énergie excédentaire et en la restituant lorsque l’électricité produite par les sources renouvelables est insuffisante.


Source : Greenergy BoxTM

La Greenergy BoxTM a, donc, trois fonctions principales :

  • la production d’hydrogène et d’oxygène par électrolyse,
  • le stockage d’énergie sous forme d’hydrogène et d’oxygène,
  • la production d’énergie électrique et thermique via la pile à combustible.

Ses caractéristiques techniques

D’une gamme de puissance modulaire de 20 kW à 100 kW, la Greenergy BoxTM offre une capacité de stockage énergétique importante sur une longue durée. Plusieurs systèmes peuvent être couplés afin d’accroître la puissance et la capacité énergétique et de répondre ainsi aux besoins des différents marchés. Son rendement électrique actuel de 30 à 35 % tend à augmenter et pourrait atteindre 45 % d’ici quelques années.


Caractéristiques techniques de la Greenergy BoxTM

Une première réalisation de ce concept : la plateforme de démonstration MYRTE


Plateforme de démonstration MYRTE

Située sur le site de Vignola à Ajaccio, la plateforme MYRTE (Mission hydrogène renouvelable pour l’intégration au réseau électrique) est issue de l’engagement de trois partenaires : l’université de Corse, le CEA et AREVA. Elle vise à démontrer la faisabilité d’un stockage d’énergie photovoltaïque via l’hydrogène afin d’écrêter les pics de production des panneaux solaires.

Dans ce but, une centrale photovoltaïque de 560 kWc est connectée à une chaîne hydrogène composée d’un électrolyseur de 10 Nm3/h, de cuves de stockage d’hydrogène et d’oxygène respectivement de 1.400 Nm3 et 700 Nm3 et d’une pile à combustible de 100 kW.


Schéma de principe de l’installation MYRTE © AREVA

Cette « batterie à hydrogène » est directement connectée au réseau électrique pour lisser la production des panneaux photovoltaïques.

Ce projet, cofinancé par la Collectivité Territoriale de Corse, l’Etat et l’Union européenne a reçu la labellisation du pôle de compétitivité Capénergies.

Depuis 2009, AREVA travaille sur le déploiement des équipements hydrogène ainsi que sur les aspects d’intégration et de sécurité. En particulier, les modalités d’application des différentes réglementations, la définition de normes ou de procédures standards pour déployer ce type de stockage sont travaillées de concert avec les administrations concernées. Des travaux de recherche sont menés avec l’INERIS et Air Liquide pour produire des données de bases permettant de mieux assoir ces normes et règlements.

En janvier 2012, la plateforme a été inaugurée, après les premiers essais de couplage au réseau, entrepris en décembre 2011. Les essais de caractérisation et qualification des sous-systèmes ont été réalisés sur site en première moitié de 2012, et les dernières adaptations du site ont été entreprises pour le passage en exploitation nominale. Les premiers fonctionnements de la plateforme en mode nominal ont été réalisés à l’été 2012, qui ont confirmé la fonctionnalité de la plateforme. Des opérations de maintenance pour upgrade de l’installation sont en cours, afin de faire bénéficier la plateforme d’évolutions technologiques sur la chaine hydrogène.

Il s’agit d’une étape cruciale pour la filiale stockage d’énergie d’AREVA qui lui permet de valider sa technologie à l’échelle pilote et d’initier l’étape suivante d’industrialisation.

Les premiers démonstrateurs commerciaux de la Greenergy BoxTM

La commune de La Croix Valmer, s’équipera en 2013 d’une Greenergy BoxTM. Connecté à 35 kW crête de panneaux photovoltaïques d’un bâtiment public, en l’occurrence du pôle de petite enfance, le système permettra, dans un premier temps, d’assurer le stockage énergétique du bâtiment et, dans un second temps, de servir de secours électrique en cas de coupure du réseau. En outre, la chaleur produite par le système sera récupérée et valorisée en apportant de l’eau chaude au bâtiment.

La commune de La Croix Valmer (située dans le Var), qui mène une politique environnementale exemplaire depuis plusieurs années, a aussi fait le choix de cet investissement pour sécuriser son alimentation électrique, du fait de sa situation en extrémité de réseau. Un phénomène encore accentué par l’augmentation estivale de la population touristique.

AREVA livrera également en 2013 une Greenergy BoxTM de 100 kW pour compléter l’installation MYRTE en corse, et l’amener ainsi à sa puissance nominale.

Couplé aux énergies renouvelables, ce procédé à l’avantage d’être complètement propre.

De plus, il facilite la pénétration des EnR en permettant l’écrêtage des pics de consommation, l’atténuation des variations, et la limitation des surtensions dans un contexte de faible consommation.

Enfin, il offre une énergie de secours autonome sans logistique d’approvisionnement, lors de coupures du réseau électrique.

Les applications cibles

Démontrée industriellement, la technologie d’AREVA est un procédé innovant de stockage d’énergie aux applications concrètes et immédiates.

  • la Greenergy BoxTM représente une solution pour les régions où l’approvisionnement électrique complexe : absence de lignes électriques, forte dispersion de la population, relief escarpé, etc. Elle est, particulièrement, adaptée au contexte insulaire ;
  • la Greenergy BoxTM se positionne, également, sur les marchés du stockage pour favoriser l’intégration des énergies renouvelables au réseau électrique, la sécurisation du réseau national et une gestion énergétique décentralisée de type micro-quartiers.



Cette fiche a été rédigée par AREVA.



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