MOVE : Carburants zéro émissions de CO2 à partir d’électricité

Cette plateforme utilise les excédents temporaires de courant des installations photovoltaïques ou des centrales hydroélectrique comme source d’énergie. Ce courant permet d’une part de charger les batteries de véhicules électriques mais aussi de produire de l’hydrogène pour ceux fonctionnant avec des piles à combustible ou encore de synthétiser du méthane pour les véhicules à gaz naturel/biogaz.

Le 23 novembre 2015, la plateforme de recherche et de transfert de technologie «move» a été inaugurée en présence de nombreux experts de renom de l’énergie et de la mobilité. Sur cette plateforme, les chercheurs de l’Empa vont étudier ces prochaines années comment utiliser les excédents d’électricité verte produits en été pour les transformer en carburants pour les voitures, les véhicules utilitaires et les engins de travail et les rendre ainsi utilisables à des fins énergétiques. Son nom «move» ne fait pas seulement référence à la mobilité motorisée mais aussi au passage des énergies fossiles aux énergies renouvelables – jusqu’à la réalisation d’un cycle du carbone fermé prenant modèle sur celui de la nature.

Deux constats importants sont à la base de «move» : d’une part, en Suisse, la mobilité est responsable d’environ 40% des émissions de CO2. Le passage aux énergies renouvelables pour la propulsion des véhicules est le moyen le plus efficace pour réduire ces émissions.

D’autre part la production croissante d’énergie verte conduit en été à des excédents importants que les réseaux de distribution ont du mal à utiliser et que la transformation de ces excédents en carburants synthétiques pour la mobilité permettrait de valoriser. C’est ce qui a conduit à la décision de lancer un grand projet pour démontrer la faisabilité du passage des énergies fossiles aux énergies renouvelables sur la totalité de leur chaine de production et jusqu’à leur valorisation dans des véhicules électriques, hybrides, à pile à combustible et à gaz efficaces.

Collaboration avec l’EPF de Zurich, l’industrie et les autorités

Lors de l’inauguration de «move», Konstantinos Boulouchos de l’Institut de technologie énergétique de l’EPF de Zurich a présenté une vue générale des défis à relever dans le domaine de l‘énergie mais aussi des chances offertes pour y faire face. L’EPF de Zurich et l’Empa collaborent dans le domaine de la mobilité et couvrent ainsi ensemble un large éventail d’activités, alliant ainsi recherche fondamentale, recherche appliquée et objets de démonstration. L’utilisation dans des moteurs efficaces de carburants synthétiques produits à partir d’électricité est l’une des visions de ces chercheurs.

La manifestation a été ouverte par Brigitte Buchmann, membre de la direction et cheffe du département «Mobilité, énergie et environnement» de l’Empa. C’est elle qui assume la direction stratégique de ce grand projet et utilise cette plateforme pour donner davantage de visibilité aux problèmes dans les domaines de la mobilité, de l’énergie et de l’environnement et aux approches possibles pour leur résolution. Le directeur de l’Empa, Gian-Luca Bona, a relevé l’importance des plateformes de transfert de technologie telles que «move» dans le contexte de solutions globales. La recherche en laboratoire et les démonstrateurs se complètent de manière idéale et ces derniers sont un élément très important pour le transfert de technologie de la recherche académique vers des partenaires industriels. «Ce n’est qu’en faisant passer – ici littéralement – à la rue les résultats les plus récents de la recherche que nous pourrons amener à maturité commerciale des solutions novatrices dans le domaine de la mobilité», déclare Bona. Et c’est précisément ce que doit permettre «move».

Walter Steinmann, directeur de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN), a souligné l’importance des installations pilotes et de démonstration pour la Stratégie énergétique 2050. L’OFEN participe au financement de «move» afin de promouvoir les technologies efficientes et durables. Lothar Ziörjen, président de la ville de Dübendorf, porteuse du label «Cité de l’énergie», a parlé des essais prévus dans sa ville avec une balayeuse propulsée avec une pile à combustible et de la grande utilité des projets de recherche appliquée pour le transfert à la pratique. Hans Magits, directeur technique du fabricant de compresseurs AtasCopco, un des partenaires principaux de «move», a souligné l’importance de telles plateformes l’essai et du perfectionnement des nouvelles technologies.

[ L’electrolyseur de MOVE ]

Rouler durablement en prenant la nature pour modèle

«La nature pour modèle» C’est là la devise sous laquelle se place «move», comme l’indique Christian Bach qui dirige le laboratoire «Systèmes de motorisation des véhicules» de l’Empa. Depuis des millions d’années, les plantes se procurent leur énergie en utilisant uniquement le rayonnement solaire, de l’eau et du CO2. «move» doit démontrer comment il est possible de transposer cela à la mobilité individuelle. C’est tout à fait consciemment que l’on n’a pas misé sur un seul concept de motorisation mais que l’on a intégré dans «move» une large gamme de technologies, avec des véhicules électriques, hybrides, à pile à combustible et à gaz. Ceci permet, comme l’indique Bach, d’utiliser ces différents mode de propulsion pour des applications diverses en fonction de leurs avantages spécifiques.

Dans «move ; les chercheurs ne se borneront pas à effectuer des comparaison énergétiques et écologiques, mais étudieront aussi avec leurs partenaires industriels l’efficience économique de ces différents concepts.

A la fin de cette manifestation, le chef de projet technique de «move», Urs Cabalzar, a fait visiter l’installation.

Dans la phase actuelle, l’électricité renouvelable est transformée en hydrogène par électrolyse de l’eau; cet hydrogène est ensuite comprimé à 440 bar et stocké dans des réservoir sous pression pour être utilisé soit directement pour faire de plein de véhicules à pile à combustible ou être mélangé à du gaz naturel/biogaz. Sur le plan technique, cette adjonction de l’hydrogène à du gaz naturel/biogaz est une approche prometteuse qui permet, à des coûts comparativement peu élevés, l’utilisation de l’hydrogène dans les véhicules à gaz usuels.

Le développement de «move» va encore se poursuivre à l’avenir. Une station de ravitaillement à 700 bar pour les voitures à hydrogène va être réalisée déjà peu après son inauguration. De plus, des projets sont en cours pour le développement d’une installation de synthétisation de méthane à partir d’hydrogène et de CO2, utilisable dans les véhicules à gaz  ainsi que pour l’installation d’un accumulateur raccordé au réseau permettant le stockage intermédiaire du courant excédentaire pour recharger la nuit des batteries de voitures électriques.

Image: Empa