La première usine offshore de production de carburants synthétiques a été inaugurée dans le cadre du projet H2Mare Hydrogen Lead financé par le gouvernement fédéral allemand
Hors réseau, modulaire et navigable : le KIT (Institut de technologie de Karlsruhe) et ses partenaires ont l’intention de produire des carburants synthétiques sur une plateforme flottante en utilisant l’énergie éolienne, l’eau de mer et l’air ambiant. À cette fin, le projet « PtX-Wind » a été lancé dans le cadre du projet phare H2Mare. Une usine modulaire correspondante a été installée sur une barge et est opérationnelle à Bremerhaven. Plus tard cette année, elle commencera à produire du carburant synthétique directement en mer, au large de l’île de Helgoland.
La première plateforme flottante de test démontrant une chaîne de processus complète « power-to-X » pour les carburants synthétiques a été inaugurée le 8 juillet 2025 dans le cadre du projet phare H2Mare financé par le ministère fédéral allemand de la Recherche, de la Technologie et de l’Espace. « Nous voulions tester l’ensemble du processus de planification, y compris l’autorisation, la construction et l’exploitation réelle de l’usine, afin d’apprendre à élaborer des concepts pour la construction de plates-formes de production plus grandes », a déclaré le professeur Roland Dittmeyer, directeur de l’Institut d’ingénierie des microprocessus du KIT et coordinateur du projet « PtX-Wind » H2Mare, lors de la cérémonie d’inauguration à Bremerhaven.
Des carburants issus du vent, de l’eau et de l’air
Pour la production de carburants synthétiques, la nouvelle usine modulaire utilisera l’énergie éolienne, l’eau de mer et l’air ambiant. La plateforme d’essai H2Mare est donc équipée d’une usine de capture directe de l’air (DAC) pour récupérer le CO2 de l’air ambiant, d’une installation de dessalement de l’eau de mer et d’une unité d’électrolyse à haute température qui génère du gaz de synthèse hydrogéné. Ce dernier sera utilisé comme matière première pour la synthèse Fischer-Tropsch qui convertit l’hydrogène vert et le CO2 en carburants. Grâce à la structure modulaire du système, l’ensemble de la chaîne de processus peut être exploité de manière dynamique hors réseau, en fonction de la disponibilité de l’électricité renouvelable provenant de l’énergie éolienne offshore.
Exploitation offshore à partir de juillet 2025
Les chercheurs commenceront à tester la plateforme en juillet 2025, d’abord dans le port de Bremerhaven, puis en pleine mer au large de Helgoland. Outre le test du fonctionnement flexible de l’ensemble de la chaîne de processus, ils ont également l’intention d’étudier les impacts maritimes et les propriétés des matériaux, ainsi que les conditions réglementaires dans le cadre d’une exploitation réelle sans connexion au réseau électrique. Les connaissances acquises seront intégrées dans le développement de plateformes de production plus grandes pouvant être couplées à des éoliennes.
Outre la production offshore d’e-carburants, les chercheurs du projet « PtX-Wind » dans le cadre du projet H2Mare exploreront également d’autres méthodes de synthèse Power-to-X. Cela inclut la production de méthane liquide, de méthanol et d’ammoniac, qui fait l’objet d’études au KIT.
Comment le projet H2Mare entend-il produire de l’hydrogène en mer ?
En mer, les conditions sont idéales pour produire de l’électricité renouvelable. La production directe d’hydrogène vert à partir d’installations éoliennes en mer qui ne sont pas connectées au réseau peut réduire considérablement les coûts par rapport à la production à terre. Le projet phare H2Mare explore donc la production en mer d’hydrogène vert et d’autres produits « power-to-X ».
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Les éoliennes en mer produisent des quantités d’électricité beaucoup plus importantes et plus régulièrement que leurs homologues terrestres. La puissance nominale moyenne des éoliennes terrestres, par exemple, est d’environ 3,5 mégawatts ; pour les éoliennes en mer, elle est de 5 mégawatts. Le projet phare H2Mare sur l’hydrogène vise à exploiter ce potentiel en utilisant l’électricité renouvelable en mer pour produire de l’hydrogène et ses produits secondaires.
Les partenaires s’efforcent de coupler l’électrolyseur d’eau directement à une turbine éolienne et de fournir ainsi des technologies innovantes pour produire de l’hydrogène vert en mer. Pour ce faire, l’électrolyseur et l’éolienne doivent être adaptés. Le projet H2Mare H2Wind vise à adapter l’électrolyseur aux conditions difficiles en mer, tandis que le projet H2Mare OffgridWind se concentre sur les ajustements nécessaires de l’éolienne. Le couplage direct des éoliennes et des électrolyseurs minimisera les coûts de production de l’hydrogène, car les coûts d’infrastructure peuvent être considérablement réduits lorsqu’une connexion au réseau électrique n’est pas nécessaire. En outre, le découplage de l’électrolyse et du réseau électrique allège la charge sur les structures du réseau local. Un autre avantage de la production d’hydrogène en mer par rapport à la production à terre est qu’il existe des zones potentielles beaucoup plus vastes pour la production d’énergie éolienne.
En raison des nombreux avantages de la production offshore, H2Mare travaille également sur des solutions permettant de produire directement des produits secondaires tels que le méthanol vert en plus de l’hydrogène vert (c.-à-d. offshore power-to-X). Pour assurer leur succès, les partenaires du projet H2Mare PtX-Wind visent également à poursuivre des approches pionnières telles que l’électrolyse de l’eau de mer.
Tous les projets techniques de H2Mare étudient également les questions relatives à la sécurité et aux incidences sur l’environnement. Des évaluations du cycle de vie et des évaluations technologiques sont également menées. Le projet H2Mare TransferWind est consacré aux questions générales ainsi qu’à la communication et au transfert de connaissances. Le projet se concentre également sur la gestion de l’acceptation et les questions relatives aux conditions-cadres réglementaires.
À propos de H2Mare et PtX-Wind
H2Mare est l’un des trois projets phares sur l’hydrogène financés par le ministère fédéral allemand de la Recherche, de la Technologie et de l’Espace (BMFTR). Le projet se concentre sur l’étude de la production offshore d’hydrogène vert et d’autres produits Power-to-X à partir de l’énergie éolienne. Grâce à ses recherches, H2Mare contribue à la mise en œuvre de la stratégie nationale en matière d’hydrogène.
Dans le cadre du projet « PtX-Wind » H2Mare, le KIT et ses partenaires issus du monde universitaire et de l’industrie mènent des recherches sur la transformation de l’hydrogène vert produit en mer en dérivés, c’est-à-dire en produits en aval tels que les carburants synthétiques. Le KIT a développé la plateforme d’essai en collaboration avec les partenaires du projet H2Mare : l’Institut de thermodynamique technique du Centre aérospatial allemand (DLR) et l’Université technique de Berlin.
Source : Energy KIT
