Stockage d’hydrogène en cavité saline : HyPSTER présente ses premiers résultats clés

Le projet HyPSTER a tenu sa deuxième session de travail le 6 décembre, rassemblant près de 200 experts. Cette rencontre majeure a permis de dévoiler les conclusions des recherches initiées en 2021 sur le stockage souterrain d’hydrogène en cavité saline, marquant une étape significative dans l’avancement de cette technologie innovante. A cette occasion, plusieurs enseignements et résultats ont été rendus publics concernant le stockage d’hydrogène en cavité saline.

Définir les spécifications d’entrée et de sortie et identifier les différents tests de cyclage à réaliser

(Inovyn – Storengy – ERM)

Le groupe de travail a étudié les différentes sources d’énergie renouvelable (éolienne, solaire photovoltaïque et hydroélectrique) disponibles dans la région Auvergne Rhône-Alpes et a testé les hypothèses relatives au dimensionnement des électrolyseurs utilisés pour produire l’hydrogène.

Les cas d’utilisation de l’hydrogène ont également été examinés (véhicules à pile à combustible, chauffage et industrie). Les données ont été utilisées pour développer des profils de demande de stockage quotidiens et saisonniers crédibles pour la cavité saline pilote (EZ53) qui stocke l’hydrogène, sur le site de stockage de Storengy à Etrez, mais également pour aider à la conception des essais de cyclage.

Répondre à la demande européenne de stockage par la conception de cavités à l’échelle industrielle (ESK)

L’objectif de ce travail était de valider et d’adapter les modèles et les méthodologies existants pour les cavités salines en gaz naturel pour le stockage d’hydrogène. Le travail effectué a permis la modélisation prédictive du comportement thermodynamique et géomécanique de la cavité saline EZ53 pendant les tests d’hydrogène prévus. En outre, les résultats ont été utilisés pour évaluer des configurations représentant des cavités salines à travers l’Europe en ce qui concerne leur comportement pour le stockage d’hydrogène à l’échelle industrielle. Sur la base de ces résultats et d’une évaluation des futures infrastructures d’hydrogène et des options existantes pour l’utilisation ou l’élimination de la saumure, le potentiel européen de stockage d’hydrogène dans les cavités salines a été examiné. Il en résulte un potentiel de stockage substantiel dans des pays d’Europe tels que l’Allemagne, la France, le Royaume-Uni, les Pays-Bas et le Danemark, par rapport à la demande de stockage attendue au cours des prochaines décennies.

Démonstration du stockage et du cyclage de l’hydrogène dans une cavité saline (Storengy)

L’objectif de ces travaux est de démontrer la faisabilité du stockage et du cyclage de l’hydrogène dans une cavité saline. Un démonstrateur a été construit sur la cavité EZ53, relativement petite, et donc de taille adaptée pour cette expérimentation. Une reprise complète du puits a eu lieu en mars 2023 afin de remplacer les tubes de lessivage existants par une nouvelle complétion spécialement conçue. Après un premier test d’étanchéité réussi avec de l’azote, un test d’étanchéité en trois étapes a été réalisé avec de l’hydrogène. Ce test a démontré avec succès l’étanchéité à l’hydrogène des éléments de la complétion, du sabot de tubage et de la cheminée de la cavité.

La prochaine étape du démonstrateur, qui va démarrer très prochainement, consistera à effectuer 100 cycles de pression avec environ 3 tonnes d’hydrogène dans la cavité saline sur une période de trois mois et à évaluer l’impact de ces cycles sur la stabilité de la cavité saline.

Évaluation technico-économique et feuille de route pour la reproduction dans l’UE (ERM)

ERM, avec le soutien des partenaires d’HyPSTER, a réalisé une évaluation des coûts de développement et d’exploitation d’une cavité saline d’hydrogène. L’analyse technico-économique a montré que les cavités salines pourraient offrir une solution de stockage à faible coût pour l’hydrogène bas carbone à grande échelle. En outre, ERM soutient également Storengy et les partenaires d’HyPSTER en aidant à la coordination du projet et du consortium et en fournissant un soutien stratégique.

Maîtrise des risques autour d’un site de stockage souterrain d’hydrogène (Ineris)

Plusieurs analyses rigoureuses ont été effectuées pour garantir la sécurité environnementale et opérationnelle du stockage d’hydrogène dans la cavité saline EZ53, préparant ainsi le terrain pour une future mise à l’échelle dans toute l’Europe. Des évaluations complètes des risques et de l’impact sur l’environnement ont été réalisées afin d’identifier les dangers potentiels et les règles de sécurité pour l’expérience pilote. Une modélisation numérique avancée permet d’affiner la quantification des risques pour les scénarios les plus défavorables, tels que l’instabilité mécanique des cavités et les éruptions de puits. La collaboration avec les autorités françaises (DREAL) a abouti à l’approbation d’un plan de sécurité complet, tous les permis ayant été obtenus à l’été 2022. Le projet se concentre également sur les enseignements tirés de la gestion pilote des risques, sur l’examen des réglementations européennes et sur la formulation de recommandations pour l’élaboration de normes dans toute l’Europe.

Consommation potentielle d’hydrogène microbien pendant le stockage d’hydrogène (Equinor)

L’analyse d’échantillons provenant de la cavité saline EZ53 montre qu’elle contient des bactéries capables de consommer de l’hydrogène. Toutefois, les nutriments possibles pour ces bactéries sont limités et leur croissance est lente. Il existe un risque de faible taux de consommation d’hydrogène microbien et de production de sulfure. L’activité microbienne doit donc être surveillée et l’ajout de composés qui peuvent agir comme des nutriments doit être évité car cela peut augmenter leur activité.

Prochaines étapes

La perspective a été discutée au cours du workshop dans le cadre de deux tables rondes. La première table ronde a mis en lumière les éléments clés pour rapprocher producteurs et consommateurs, tout en abordant le cadre réglementaire nécessaire à établir au niveau européen et au niveau national. La seconde a donné un aperçu des différents projets européens de stockage d’hydrogène, en mettant en évidence les enseignements, les défis techniques et les avantages pour les écosystèmes.

HyPSTER injecte ses premières molécules d’hydrogène dans une cavité saline HyPSTER

Le premier démonstrateur de stockage d’hydrogène renouvelable en cavité saline situé à Etrez (France), entre dans sa phase opérationnelle. En octobre dernier, les premières molécules d’hydrogène ont été injectées dans la cavité saline EZ53. HyPSTER : Hydrogen Pilot STorage for large Ecosystem Replication HyPSTER est le premier démonstrateur de stockage d’hydrogène en cavité saline. Il vise à tester et à valider le rôle du stockage d’hydrogène dans la chaîne de valeur de l’hydrogène, en vue de le reproduire à plus grande échelle et de soutenir le développement de l’industrie de l’hydrogène en Europe.

Depuis le 3 octobre 2024, plusieurs injections d’hydrogène ont été réalisées pour confirmer l’étanchéité du puits par étapes successives sur toute sa profondeur.

A l’issue de cette phase de test d’étanchéité, environ deux tonnes supplémentaires d’hydrogène seront injectées pour permettre de réaliser des simulations de cycles d’injection et de soutirage d’hydrogène dans la caverne sur une période de plus de trois mois. Ces tests sont décisifs pour confirmer la faisabilité d’un stockage d’hydrogène à grande échelle dans une caverne de sel.

Source : Storengy