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ARENHA

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Matériaux avancés et réacteurs pour le stockage de l’énergie à travers l’ammoniac

 Ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne

Durée  48 mois
Démarrage Avril 2020
Montant total du projet 5.7 M€
Accord de subvention  862484
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Contexte

Dans le contexte actuel de dynamique mondiale en faveur de l’électricité renouvelable catalysée par une baisse spectaculaire des coûts de production actualisés, une capacité de stockage plus élevée est nécessaire pour assurer la sécurité et la flexibilité en fournissant un portefeuille de services allant des services de réseau à la décarbonation des secteurs à forte intensité énergétique tels que le secteur des transports, de l’industrie ou du chauffage et du refroidissement.

Les analyses de rentabilisation viables actuelles pour le stockage d’énergie prennent principalement en compte les applications de stockage à faible rapport énergie/puissance. Dans ce cas, les systèmes de batteries se révèlent être des composants décisifs du système de gestion de l’énergie, en particulier pour les services de réponse rapide et le stockage à court terme du réseau. Néanmoins, dans notre nouveau paradigme énergétique où la production décentralisée d’énergie renouvelable cohabite avec des centrales éoliennes ou photovoltaïques de plus en plus grandes situées plus loin des sites de consommation, la capacité de stocker de grandes quantités d’énergie saisonnières sous la forme d’un vecteur d’énergie dispatchable est un élément clé.

À cette fin, l’hydrogène produit par électrolyse se révèle être une voie clé pour libérer tout le potentiel des énergies renouvelables et en particulier pour le stockage saisonnier d’énergie de grandes quantités d’énergie et plus particulièrement pour toutes les situations confrontées à une situation de rapport énergie/puissance important. L’hydrogène ayant une faible densité d’énergie volumétrique, nécessite d’être comprimé à haute pression, liquéfié ou combiné avec d’autres éléments agissant comme transporteurs d’hydrogène. Parmi toutes les possibilités, l’ammoniac est un vecteur d’énergie décarboné et dispatchable permettant de stocker de grandes quantités d’électricité renouvelable. C’est un candidat de choix pour permettre un approvisionnement sûr et propre en énergie renouvelable pour diverses applications stationnaires ou mobiles et avec la capacité de fournir une large gamme de services de stockage d’énergie en utilisant les infrastructures existantes et à la fois une réglementation bien définie et des antécédents de sécurité acceptables depuis plus de 75 ans. Toutefois, des défis techniques doivent encore être surmontés pour assurer une production d’ammoniac souple et compétitive à partir de sources d’électricité renouvelables intermittentes. En outre, des processus efficaces de décharge d’énergie à partir du NH3 doivent être développés afin de tirer le meilleur parti de l’énergie propre produite en amont par l’actif renouvelable

 

Objectifs

ARENHA démontrera la chaîne de valeur complète de l’alimentation à l’ammoniac à l’utilisation au NMT 5 et le potentiel exceptionnel de l’ammoniac vert pour résoudre le problème du stockage d’énergie à grande échelle par le biais de l’ACV, de l’enquête sociologique, de l’analyse technico-économique profondément liée à la modélisation multi-échelle. À cette fin, des technologies de pointe seront développées et intégrées tout au long de la chaîne de valeur. Les principaux objectifs techniques au niveau des matériaux et des systèmes sont les suivants:

  • développer et intégrer des matériaux innovants de cellules à oxyde solide dans une unité de démonstration flexible d’électrolyse à haute température produisant 1,5 Nm3/h d’hydrogène à pression ambiante à connecter sur une véritable installation photovoltaïque.
  • développer et intégrer des matériaux innovants dans une boucle de synthèse permettant de faire fonctionner une unité de production Haber Bosch flexible de 10kgNH3/jour à basse pression (99,99%) à partir d’ammoniac vert.
  • Développer et tester des matériaux et des solutions innovants pour la synthèse directe alternative et l’utilisation de l’ammoniac vert de prochaine génération.
  • démontrer que l’ammoniac est un vecteur d’énergie flexible grâce à la mise au point d’un prototype entièrement intégré pour la synthèse et la décomposition de l’ammoniac vert.
  • évaluer l’acceptation sociale, la faisabilité technico-économique-environnementale et le potentiel de réplication des chaînes de valeur développées.

 

Green hydrogen production, ammonia synthesis, ammonia storage and ammonia dehydrogenation

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Arenha
Source : https://arenha.eu/content/information

 

Partenaires

Les objectifs ambitieux de l’ARENHA seront abordés par un consortium de 11 partenaires issus d’universités, de RTO, de PME et de grandes entreprises couvrant l’ensemble adéquat de compétences et de positionnement sur le marché. Compte tenu de la nature mondiale du projet ARENHA, le consortium interagira fortement avec son conseil consultatif international composé d’acteurs clés de l’énergie des 5 continents.

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Partenaires ARENHA

Déroulement

Le plan de travail du projet comprend des activités liées à l'ensemble de la chaîne de valeur et sera mis en œuvre en 48 mois.

Il se décompose en huit lots de travaux sur l'utilisation de l'ammoniac comme vecteur d'hydrogène vert et pour cela il développe ses principales activités autour de la production d'hydrogène vert, la synthèse d'ammoniac, le stockage d'ammoniac et la déshydrogénation d'ammoniac.

>Enfin, les nouveaux matériaux et systèmes seront intégrés dans une infrastructure de test combinée à un réservoir de stockage d'ammoniac pour la validation de la chaîne de valeur complète.

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Work Programme
Source : https://arenha.eu/content/objectives-and-work-plan

 

 Contact : Christine Rousselle ⇒ christine.rouselle@univ-orleans.fr

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