Couplage des Energies renouvelables via un Stockage TAmpon au Réseau électrique – CESTAR

Le développement des énergies renouvelables (EnR), en forte expansion ces dernières années, est freiné par la nature intermittente et aléatoire de ces sources, principalement éolien ou photovoltaïque. Ces moyens de production d'énergie ne sont donc pas toujours en phase avec les crêtes de demande de consommation et compliquent la gestion du réseau électrique. Afin de pallier cette déficience, le couplage des EnR avec un stockage tampon est une solution prometteuse. Le projet CESTAR propose d'étudier la solution du stockage tampon d'hydrogène pressurisé. Il s'intéresse plus particulièrement au sous système électrolyseur / stockage tampon en hydrogène sous pression dans des réservoirs de taille importante, élaborés à partir de tronçons de canalisation pour des questions de coûts. En effet, la quantité importante d’énergie stockée de la sorte est une solution permettant de restituer de l'électricité sur des durées de quelques jours à quelques semaines pour des populations de quelques milliers de personnes. Le projet CESTAR vise à étudier plus précisément les contraintes qu'entraîner un tel couplage tant sur le fonctionnement de l'électrolyseur que sur la tenue du réservoir tampon. En effet, les projets en cours tels que le projet ANR-2005 CATHY-GDF ont mis en évidence le manque de données à ce sujet, en particulier en ce qui concerne les propriétés, lors d’un cyclage en pression, des matériaux de pipeline. Dans un premier temps, une étude permettra d'identifier les scenarri crédibles en termes de profil de demande d'énergie, de quantité d'hydrogène stocké et de puissance de l'électrolyseur. Puis l'analyse des conséquences du cyclage en pression sur les propriétés et le fonctionnement de l’électrolyseur sera réalisée. Elle permettra d'identifier les modifications nécessaires à apporter pour répondre au cahier des charges technico-économique du système de stockage d’énergie (pression d’électrolyse, compression des gaz en sortie d’électrolyseur, qualité des gaz produits, valorisation de l’oxygène). D'autre part, l'aptitude des canalisations de stockage tampon envisagées à supporter de fortes amplitudes de variation de pression interne pour permettre le stockage puis la restitution de l'hydrogène sera évaluée par la mise en œuvre en milieu hydrogène gazeux d'essais mécaniques sur éprouvettes de laboratoires prélevées dans les soudures ainsi que sur l'outil expérimental de simulation de comportement de gazoduc en pression interne d'hydrogène ("banc sur virole"), tous deux développés précédemment dans le cadre du projet ANR CATHY-GDF. Le projet se terminera par la fabrication d'un prototype de dimension réduite afin de tester le fonctionnement du système complet couplant un électrolyseur et un stockage tampon lors de plusieurs cycles de production/gonflage/dégonflage de l'ensemble. Les résultats obtenus seront les données nécessaires afin de préconiser les plages de fonctionnement du système et le dimensionnement des stockages tampons envisagés en fonction des différents scenarii identifiés.