PoliTO et EthosEnergy : partenaires pour un voyage passionnant autour de l'hydrogène

Chez EthosEnergy, nous souhaitons travailler avec nos clients pour réduire leurs émissions et les aider à prolonger la durée de vie de leurs équipements. À mesure que de nouvelles technologies comme l'hydrogène font leur apparition, nous souhaitons pouvoir leur offrir une flexibilité en matière de carburant.

C'est pourquoi nous sommes très enthousiastes à propos du travail réalisé par notre partenaire de recherche, le département de l'énergie de l'École polytechnique de Turin (PoliTO). Et c'est pourquoi nous avons été ravis d'être rejoints par le professeur Mirko Baratta à la table ronde Our Hydrogen Future de cette année.

Mirko a partagé avec nous le travail effectué par le groupe de recherche de son département sur les brûleurs à flamme diffuse pour les applications compatibles avec l'hydrogène.

Dans ce qui suit, vous pouvez lire un bref aperçu de la conférence de Mirko.

Présentation du groupe de recherche PoliTO

Le département Énergie de PoliTO est fortement engagé dans la transition vers des systèmes énergétiques à émissions nettes nulles.

Les autres membres de son groupe de recherche sont le professeur Daniela Anna Misul et le professeur Simone Salvadori.

Ils ont des projets dans :

● Aérodynamique des turbomachines

● Combustion (gaz naturel/hydrogène/bioliquides)

● Interaction chambre de combustion-turbine

● Concepts de combustion avancés, tels que la combustion à gain de pression (PGC)

Le voyage de PoliTO vers l'hydrogène

Mirko a brièvement décrit la stratégie de PoliTO/EthosEnergy au cours des dernières années.

Le point de départ ne surprendra personne : la preuve que les sources d’énergie renouvelables – incontournables pour une transition énergétique – continueront à être utilisées de plus en plus.

Les sources d'énergie renouvelables sont toutefois intrinsèquement sujettes aux fluctuations. C'est là qu'interviennent les turbines à gaz alimentées à l'hydrogène.

Grâce à la production d'hydrogène, les turbines à gaz peuvent compenser efficacement cette fluctuation. Elles sont flexibles et bien adaptées aux démarrages fréquents.

Pour le groupe de recherche de PoliTO, le développement d’un système complémentaire aux sources d’énergie renouvelables implique deux aspects clés.

1. Flexibilité du carburant

Différents mélanges de carburants peuvent être brûlés dans les turbines à gaz, allant du gaz naturel jusqu'au mélange maximal possible d'hydrogène.

Il est également possible de varier la qualité et la composition de l'hydrogène en fonction du procédé de production. À terme, la flexibilité du carburant permettra l'utilisation du biogaz.

2. Rénovation

Un élément clé pour la mise en œuvre de la technologie turbine à gaz-hydrogène sera la modernisation des turbines à gaz existantes.

Avec de petites modifications prévues sur les brûleurs existants, Mirko voit cela comme le déclencheur qui peut stimuler le développement de nouvelles installations de production et de distribution.

Avec le temps, l’expérience accrue sur le terrain et la mesure détaillée des performances des turbines à hydrogène permettront de réaliser de nouveaux développements.

Mise à l'épreuve des brûleurs modernisés

Pour donner aux participants à la table ronde une idée du type d’avantages auxquels ils peuvent s’attendre, Mirko a présenté une étude de cas.

PoliTO et EthosEnergy ont testé le fonctionnement des brûleurs de deux machines : le TG20 et le FR6 B. Les deux brûleurs ont été testés en utilisant différentes compositions de combustible hydrogène-carbone :

● Gaz naturel de référence

● 15 % en volume d'hydrogène

● 25 % de volume d'hydrogène

● 50 % du volume d'hydrogène

Les résultats pour le FR6B ne sont pas encore disponibles mais les résultats pour le TG20 sont très encourageants.

À mesure que le rapport hydrogène/carbone augmentait, les émissions de CO2 diminuaient. Avec un volume d'hydrogène de 15 %, les émissions de carbone diminuaient de 8 %. Avec une teneur en hydrogène plus élevée (volume de 50 %), cette réduction passait à 28 %.

Il est encore trop tôt pour dire si cette modernisation sera finalement couronnée de succès. Les contraintes thermomécaniques et certaines mesures de contrôle des NOx sont encore à l'étude, mais tout porte à croire qu'à mesure que le volume d'hydrogène augmente, l'impact de ces deux problèmes diminue.

Encore une fois, c'est très encourageant.