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La plus grande production d'hydrogène de classe mondiale, Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R) est maintenant achevée dans la ville de Namie à Fukushima.

"Ce projet de démonstration fonctionnera pour viser une technologie de production d'hydrogène vert à faible coût"

La nouvelle organisation de développement des technologies énergétiques et industrielles (NEDO), Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation (Toshiba ESS), Tohoku Electric Power Co., Inc. et Iwatani Corporation ont annoncé le 7 Mars 2020 que Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R), qui avait été en construction dans la ville de Namie, préfecture de Fukushima depuis 2018, a été construit fin février avec une unité de production d'hydrogène de classe 10 MW alimentée par des énergies renouvelables, la plus grande classe au monde.

Le FH2R peut produire jusqu'à 1 200 Nm 3 d'hydrogène par heure (puissance nominale) en utilisant des énergies renouvelables. La production d'énergie renouvelable est sujette à de grandes fluctuations, de sorte que le FH2R s'adaptera à l'offre et à la demande dans le réseau électrique afin de maximiser l'utilisation de cette énergie tout en établissant une technologie de production d'hydrogène vert à faible coût.

L'hydrogène produit à FH2R sera également utilisé pour alimenter des systèmes stationnaires de piles à combustible à hydrogène et pour fournir des appareils de mobilité, des voitures à pile à combustible et des bus, et plus encore.

Le 7 Mars, une cérémonie d'ouverture a eu lieu sur place au FH2R pour célébrer son achèvement.

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1. Aperçu du projet

L'hydrogène, une source d'énergie concentrée qui peut être stockée pendant de longues périodes et transportée sur de longues distances, est devenu le carburant de choix pour une grande variété d'applications, y compris la cogénération dans les batteries à pile à combustible et pour les véhicules à pile à combustible. À l'avenir, les systèmes d'approvisionnement en hydrogène devraient générer de l'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelables, et le cycle complet de la production à l'utilisation devrait être entièrement exempt de CO 2 .

Le ministère japonais de l'économie, du commerce et de l'industrie encourage l'adoption de l'hydrogène dans sa stratégie de base sur l'hydrogène publiée en décembre 2017, qui cible également la technologie Power-to-gas (P2G) pour le stockage et l'utilisation de l'énergie à base d'hydrogène qui peut être stockée dans de grandes quantités pendant de longues périodes à mesure que la production augmente. L'électricité au gaz utilisant l'hydrogène nécessite une fonction d'équilibrage de l'offre et de la demande du réseau électrique (réponse à la demande) afin de maximiser l'utilisation des énergies renouvelables qui subissent des fluctuations importantes de la production. La technologie a également besoin de fonctions pour optimiser le fonctionnement du système en fonction des prévisions de l'offre et de la demande d'hydrogène.

Dans l'optique d'étendre l'utilisation des énergies renouvelables, Toshiba ESS, Tohoku Electric Power Co., Inc. et Iwatani Corporation travaillent avec NEDO sur un projet de développement technologique visant à établir un modèle commercial d'utilisation de l'hydrogène et un modèle commercial de vente d'hydrogène pour demande de réponse. La construction du Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R) s'est achevée fin février. Cette installation de production d'hydrogène était en construction dans la ville de Namie, préfecture de Fukushima (région de Tanashio, complexe industriel de Tanashio à Namie-cho) depuis juillet 2018 et est équipée d'une unité de production d'hydrogène à énergie solaire de 10 MW, la plus grande classe du le monde.

L'énergie renouvelable est sujette à d'importantes fluctuations de production, de sorte que le FH2R vise à maximiser son utilisation et à mettre en place une technologie de production d'hydrogène verte à faible coût sans utiliser de batteries de stockage en s'adaptant à l'offre et à la demande du réseau électrique.

L'hydrogène produit à l'installation sera également utilisé pour alimenter des batteries de piles à combustible stationnaires et pour soutenir la mobilité des voitures et des bus alimentés par des piles à combustible, et plus encore.

 

 

2. Aperçu du domaine de recherche sur l'énergie hydrogène de Fukushima (FH2R)

FH2R utilise 20 MW d'installations de production d'énergie solaire sur un site de 180 000 m 2 ainsi que l'énergie du réseau pour effectuer l'électrolyse de l'eau dans une unité de production d'hydrogène de classe 10 MW alimentée par des énergies renouvelables, la plus grande au monde. Il a la capacité de produire, de stocker et de fournir jusqu'à 1 200 Nm 3 d'hydrogène par heure (puissance nominale).

L'hydrogène est produit et stocké en fonction des prévisions du système de prévision de la demande et de l'offre d'hydrogène pour la demande d'hydrogène sur le marché. Des ajustements pour équilibrer l'offre et la demande dans le réseau électrique peuvent être effectués en ajustant le volume d'hydrogène produit par l'unité de production d'hydrogène pour répondre aux besoins d'ajustement du réseau électrique du système de contrôle du réseau électrique. Le défi le plus important au stade actuel des tests est d'utiliser le système de gestion de l'énergie hydrogène pour obtenir la combinaison optimale de production et de stockage d'hydrogène et d'ajustements de l'équilibre offre-demande du réseau électrique, sans utiliser de batteries de stockage.

Pour relever ce défi, des tests commenceront à identifier la technologie de contrôle de fonctionnement optimale qui combine la réponse à la demande du réseau électrique avec l'offre d'hydrogène et la réponse à la demande, en utilisant des équipements qui ont chacun leurs propres cycles de fonctionnement.

L'hydrogène produit à FH2R sera principalement transporté dans des remorques à tubes d'hydrogène et des faisceaux d'hydrogène, pour être fourni aux utilisateurs de la préfecture de Fukushima, de la région métropolitaine de Tokyo et d'autres régions.

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(Référence) Les rôles de chaque entreprise Toshiba ESSSupervision de l'ensemble du projet et du système global de gestion de l'hydrogène énergieTohoku Electric Power Co., Inc.EMS et SCADA et questions liées au réseauIwatani CorporationDemande d'hydrogène, système de prévision de l'offre, transport et stockage d'hydrogène

Pour en savoir plus: Activités hydrogène de Toshiba: https://www.toshiba-energy.com/en/hydrogen/index.htm