Le MIT dévoile une méthodologie d’approche de l’interaction des systèmes électriques et hydrogènes. Celle-ci permet d’étudier, dans plusieurs situations, les effets du couplage des systèmes sur la réduction effective des émissions de carbone de ces systèmes.
Le MIT dévoile une étude encourageante
L’hydrogène peut d’abord servir de système de stockage de l’électricité issue des énergies renouvelables. D’autant que le coût des électrolyseurs est en baisse. Il peut également servir de combustible, et par cela, décarboner les transports, le bâtiment et certaines industries.
En outre, l’électrification des systèmes seule ne peut répondre aux besoins de décarbonation de l’économie. Disposer de l’hydrogène en appui est un atout considérable. Cela demande en revanche d’étudier les interactions électricité – hydrogène rappelle Dharik Mallapragada, chercheur au MIT Energy Initiative (MITEI).
Le MIT et Shell avancent une méthodologie
En ce sens, des chercheurs du MIT et de Shell ont présenté un cadre permettant d’étudier systématiquement le rôle et l’impact des filières technologiques à base d’hydrogène dans un futur système énergétique intégré à faibles émissions de carbone. Ce, en tenant compte des interactions avec le réseau électrique et des variations de l’offre et de la demande d’énergie.
Le cadre développé permet de co-optimiser l’investissement dans les infrastructures et l’exploitation de la chaîne d’approvisionnement en électricité et en hydrogène dans le cadre de divers scénarios de prix des émissions. Appliqué à une étude de cas dans le nord-est des États-Unis, les chercheurs constatent que cette approche présente des avantages substantiels. L’utilisation de l’hydrogène permet en effet de flexibiliser le système électrique. Tant au niveau des coûts qu’au niveau des émissions. Et ce, tout en décarbonant les secteurs d’utilisation finale difficiles à électrifier.
Le modèle DOLPHYN
Pour réaliser cette analyse, l’équipe a mis au point le modèle Decision Optimization of Low-carbon Power-HYdrogen Network (DOLPHYN). Il permet à l’utilisateur d’étudier le rôle de l’hydrogène dans les systèmes énergétiques à faible émission de carbone, les effets du couplage des secteurs de l’électricité et de l’hydrogène, ainsi que les compromis entre les différentes options technologiques dans les deux chaînes d’approvisionnement (production, transport, stockage et utilisation finale) et leur impact sur les objectifs de décarbonisation.
« Nous constatons un grand intérêt de la part de l’industrie et des pouvoirs publics. Ils se demandent tous où investir leur argent et comment hiérarchiser leurs stratégies de décarbonisation », explique M. Gençer.
M. Heuberger-Austin ajoute :
« La capacité d’évaluer les interactions au niveau du système entre l’électricité et l’économie émergente de l’hydrogène est d’une importance capitale pour stimuler le développement technologique et soutenir les décisions stratégiques relatives à la chaîne de valeur. Le modèle DOLPHYN peut contribuer à répondre à ce type de questions. »
Un modèle intégratif
En ce sens, pour un ensemble prédéfini de scénarios de demande d’électricité et d’hydrogène, le modèle détermine la combinaison technologique la moins coûteuse. Tout en respectant diverses contraintes opérationnelles et politiques. Le modèle peut intégrer une série d’options technologiques. De la production d’ERV au captage et au stockage du carbone (CCUS) utilisés pour la production d’électricité et d’hydrogène, en passant par les camions et les pipelines utilisés pour le transport de l’hydrogène.
Grâce à sa structure flexible, le modèle peut être facilement adapté à toute option technologique émergentes. Ainsi, d’évaluer leur valeur à long terme pour le système énergétique. En outre, le modèle prend en compte les émissions de carbone au niveau du processus.
