Etude technico-économique de diverses techniques de production d'hydrogène vert au sein de l'unité de biométhanisation de Naturgas Kielen

Abstract

La gestion de l’énergie est un sujet d’actualité dans la lutte contre le dérèglement clima- tique. En effet, l’Union Européenne s’est fixé des objectifs de transitions énergétiques dans de nombreux domaines. L’un d’entre-eux est la mobilité, avec une volonté de réduire de 30% les émissions de gaz à effet de serre en 2030, par rapport à celles de 2005 [Climat.be, 2019]. Pour atteindre cet objectif, le Luxembourg doit réaliser d’importants efforts car son secteur du transport représente 57,3 % des émissions globales du pays [Environnement luxembourgeois, 2021]. Afin de réduire ces émissions, la politique énergétique du pays veut transiter vers une augmen- tation de l’utilisation d’hydrogène vert. En effet, son utilisation tend à se démocratiser dans le futur grâce à ses avantages : ses propriétés de stockage, sa haute réactivité, sa légèreté et sa grande densité énergétique massique [Nalbant and Colpan, 2020]. Cependant, de nombreux défis s’imposent quant à sa production, son stockage et son approvisionnement dans le pays. Afin de développer la production d’hydrogène vert au Luxembourg, de nombreux projets se développent. Deux d’entre-eux sont en étude sur le site de Naturgas Kielen, une entreprise de biométhanisation. Un premier, nommé VaBHyoGaz, veut convertir une partie du biogaz produit par Naturgas Kielen en hydrogène (reforming). Le second, géré par l’entreprise GPSS, est un projet d’électrolyse alimenté par des énergies renouvelables. Une étude technique basée sur la littérature est dès lors réalisée dans ce travail. Ensuite, des études économiques ont été réalisées via l’indicateur de la valeur actuelle nette afin de déter- miner si les projets sont viables financièrement. Cette étude a permis de prouver que les deux projets pouvaient être rentables, sans toutefois concurrencer la production actuelle via des éner- gies fossiles. Pour le projet de reforming, il sera impératif de réduire le coût de production du biogaz afin d’assurer une certaine rentabilité. Pour le projet d’électrolyse, il a été prouvé que l’utilisation de batteries n’était pas nécessaire pour l’électrolyseur PEM. De plus, le bon déroulement du projet va nécessiter des gestions optimales de la production et du stockage afin d’éviter toute fuite et accident. Enfin, l’utilisation de l’hydrogène sera cruciale quant à l’impact de son utilisation sur l’envi- ronnement. Il est démontré grâce à la littérature que si le transport veut être décarbonné grâce à l’hydrogène, alors il faut privilégier son utilisation dans la mobilité lourde.