Des électrolyseurs pour électrifier l'industrie
Besoins totaux en eau d'alimentation pour la production d'hydrogène avec des électrolyseurs pour électrifier l'industrie aux Pays-Bas en 2050
Selon la feuille de route de l'électrification de l'industrie néerlandaise, la demande totale en énergie électrique devrait augmenter considérablement d'ici 2050 à mesure que le secteur subit l'électrification. L'électricité supplémentaire requise pour l'utilisation industrielle pourrait atteindre jusqu'à 130 TWh d'ici 2050, répondant à 60 % des besoins énergétiques totaux de l'industrie. Cela représente une augmentation substantielle, environ trois à quatre fois la consommation électrique actuelle de l'industrie néerlandaise. Pour atteindre les objectifs de transition énergétique et de développement durable, il faudra s'approvisionner en électricité à partir d'options renouvelables, telles que l'hydrogène vert.
Pour répondre pleinement à cette demande en hydrogène vert, il faudra produire jusqu'à 6,5 millions de tonnes par an, ce qui nécessitera une capacité d'électrolyse de 75 GW. Celle-ci devrait à son tour être alimentée par une capacité d'énergie renouvelable équivalente, telle que l'éolien offshore. Par exemple, les Pays-Bas visent une capacité éolienne offshore de 70 GW d'ici 2050, ce qui correspond étroitement aux besoins énergétiques de la production d'hydrogène vert. En plus de l'électricité, la production d'hydrogène vert nécessite des volumes importants d'eau comme matière première. Pour atteindre cet objectif, il faudrait environ 60 millions de m3/an d'eau ultra pure, soit l'équivalent de 80 millions de m3/an d'eau potable. En comparaison, la consommation annuelle actuelle d'eau aux Pays-Bas est d'environ 1 200 millions de m3, les consommateurs en utilisant 800 millions de m3 et les industries 400 millions de m3, principalement comme eau potable.
Concept d'eau de pluie : l'eau de pluie purifiée comme eau d'alimentation de l'électrolyseur pour soutenir la production d'hydrogène vert
La production d'hydrogène vert exige des volumes d'eau importants comme matière première. Pour atteindre l'objectif, il faudrait environ 60 millions de m3/an d'eau ultra pure, soit l'équivalent de 80 millions de m3/an d'eau potable.
Pour minimiser l’impact de la production d’hydrogène sur l’approvisionnement en eau existant, des sources alternatives comme les eaux de surface, les eaux souterraines ou l’eau de mer peuvent être envisagées. Une solution innovante est le concept Hemelwater, qui consiste à utiliser l’eau de pluie purifiée comme eau d’alimentation pour les électrolyseurs. Déjà largement utilisée dans les opérations sous serre, cette approche offre de multiples avantages pour la production d’hydrogène vert. L’utilisation de l’eau de pluie réduirait la demande en eau potable, la préservant pour des applications essentielles. De plus, l'eau de pluie est naturellement douce et contient moins de solides dissous que l'eau du robinet, ce qui la rend plus facile et plus rentable à purifier.
Une usine d'une capacité d'électrolyseur de 1 GW nécessiterait environ 1,1 million de m3/an d'eau d'alimentation. Les Pays-Bas recevant une pluviométrie annuelle moyenne de 75 cm, une zone de collecte des eaux de pluie de 1,5 km2 suffirait à une telle installation. Pour répondre aux besoins en eau d'alimentation de l'ensemble de l'objectif de production d'hydrogène vert, une zone de collecte totale d'environ 106 km2 serait nécessaire, soit environ la moitié de la taille d'Amsterdam.