Inauguré le 11 juin 2018, le démonstrateur GRHYD teste l’injection d’hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable dans le réseau de distribution de gaz naturel et la production d’hythane® (mélange d’hydrogène et de gaz naturel) pour les bus GNV de la Communauté Urbaine de Dunkerque. L’objectif est de démontrer, en situation de fonctionnement réel, les avantages techniques, économiques, environnementaux et sociétaux de cette nouvelle filière énergétique pour des villes durables et une mobilité verte.
Le 1er démonstrateur Power-to-Gas
Le démonstrateur GRHYD met en application le concept du Power-to-Gas utilisé pour transformer les surplus d’électricité renouvelable en hydrogène par électrolyse de l’eau et permettre ainsi leur stockage et leur valorisation. C’est l’une des initiatives les plus importantes de France en matière d’hydrogène et de Power-to-Gas.
Lancé en 2014, le projet GHRYD est entré dans sa phase de démonstration le 11 juin 2018 : les premières molécules d’hydrogène ont été injectées dans le réseau local de distribution de gaz naturel pour alimenter en chauffage et en eau chaude les logements et le centre de soins d’un nouveau quartier de Cappelle-La-Grande sur la Communauté Urbaine de Dunkerque.
Un démonstrateur pour l’Habitat
Le mélange d’hydrogène et de gaz naturel, dans des proportions d’hydrogène variables ne dépassant pas 20 % en volume, alimentera la chaufferie du nouveau quartier pour satisfaire la demande des 100 premiers logements. En simulant les besoins en gaz et en hydrogène, les résultats ont permis de déterminer les installations hydrogène nécessaires et leurs modèles : électrolyseur, stockage et poste d’injection.
Un ensemble de 3 containers traitent respectivement l’étape d’électrolyse, du stockage et de l’injection dans le réseau.
Le démonstrateur GRHYD permet de valoriser les surplus d’énergies renouvelables sous forme de gaz hydrogène distribué dans le réseau de gaz naturel, en mettant en œuvre le concept de Power-to-Gas.
La technologie PEM
L’électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM) peut produire jusqu’à 10 m3 normaux d’hydrogène par heure. Le module de stockage a une capacité de 5 kg. L’hydrogène est stocké grâce à une innovation technologique, sous la forme d’hydrures métalliques.
La technologie de l’électrolyseur et du stockage ont été testées en situation réelle de fonctionnement pour répondre à la demande en énergie des habitants du quartier.
La démonstration
L’hydrogène restitué sous forme gazeuse peut être injecté dans le réseau de gaz naturel pour constituer un nouveau combustible. Le début de la démonstration est l’injection des premières molécules d’hydrogène dans le réseau de distribution pour alimenter les logements du nouveau quartier.
La portion d’hydrogène dans le gaz naturel variera en fonction de la disponibilité en électricité verte tout en restant inférieure à 20% en volume, pour respecter les règles de sécurité.
À terme, 200 logements seront alimentés par un mélange d’hydrogène et de gaz naturel, dans des proportions d’hydrogène variables et inférieures à 20 % en volume. La production s’appuiera sur les énergies renouvelables (électricité éolienne) injectées dans le réseau électrique. Les excédents serviront à produire de l’hydrogène qui sera stocké puis distribué selon les besoins.
Un 2ème démonstrateur pour les transports
Une station de bus GNV sera adaptée au mélange hydrogène-gaz naturel, à hauteur de 6 % d’hydrogène et ensuite jusqu’à 20 %. Au total, une flotte d’une cinquantaine de bus fonctionnera avec ce mélange hydrogène-gaz naturel.
Le développement de la filière hydrogène apporte une réponse aux enjeux énergétiques et environnementaux
- en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre,
- en valorisant les savoir-faire industriels de la région mais aussi ses ressources naturelles,
- en apportant un soutien au développement économique local,
- en anticipant le déploiement des véhicules fonctionnant à l’hydrogène.
Les partenaires du projet GRHYD inaugurent le premier démonstrateur Power-to-Gas en France
Le projet GRHYD a été sélectionné dans le cadre de l’AMI (Appel à manifestation d’intérêt « Programme démonstrateurs et plates-formes technologiques en énergies renouvelables et décarbonées et chimie verte : partie Hydrogène et piles à combustible » lancé par l’Ademe. Il réunit une douzaine de partenaires français, coordonnés par ENGIE (ex-GDF Suez), dont le CEA, le Centre technique des industries aérauliques et thermiques (Cetiat), l’Ineris, Areva H2Gen (qui produit les électrolyseurs), McPhy (spécialiste des équipements utilisant l’hydrogène), ENGIE Ineo (pour la connectivité), GNVert (filiale d’ENGIE commercialisant du gaz naturel véhicule), GRDF, la Communauté Urbaine de Dunkerque et la STDE (Société des transports de Dunkerque et extensions).
CHIFFRES CLÉS
1 territoire engagé (la Commune de Cappelle-la-Grande sur la Communauté Urbaine de Dunkerque, ville pilote)
3 technologies hydrogène testées : l’électrolyse, le stockage et le poste d’injection
100 logements et la chaufferie d’un centre de soins alimentés par un nouveau gaz composé d’hydrogène et de gaz naturel pendant la démonstration
A terme : 200 logements avec 120 logements individuels et 80 logements en habitat collectif
1 Carburant composé d’hydrogène et de gaz naturel
2 Une douzaine de partenaires industriels participent avec ENGIE au projet de démonstration GRHYD. Parmi eux les sociétés GrDF, GNVERT, AREVA Hydrogène et Stockage de l’énergie, le CEA, McPhy Energy, l’INERIS, le CETIAT, CETH2.
