Infrastructures pour l'hydrogène liquéfié

Contribuer au développement des infrastructures hydrogène

Dans la course au net zéro, l'hydrogène complète l'électrification pour décarboner l'énergie, la mobilité et l'industrie. La demande d'hydrogène renouvelable augmente rapidement et les projets fleurissent pour en déployer la production et l'utilisation à grande échelle.

Sous sa forme liquéfiée, l'hydrogène bénéficie du rapport poids/volume le plus élevé (respectivement 800x et 2x plus dense que le gaz comprimé à 1 et 700 bar), permettant de stocker des quantités d'énergie plus importantes dans des volumes limités. Cela ouvre le champ aux applications du LH2 dans la mobilité lourde, le soutage et le transfert entre les lieux de production et de consommation.

A l'instar des réseaux électriques, les infrastructures de transport et de stockage de l'hydrogène sont essentielles à la chaîne de valeur de l'hydrogène : elles doivent combiner sécurité de fonctionnement, fiabilité et efficacité pour fournir en temps voulu la bonne quantité d'hydrogène.

“ Les systèmes cryogéniques Nexans pour le transfert du LH2 font de la chaîne d'approvisionnement du LH2 une réalité. Aujourd'hui. ”

La course vers le "net zero" est lancée ! Pour franchir la ligne d'arrivée d'ici à 2050, l'industrie doit abandonner progressivement les combustibles fossiles. Mais quelles sont les sources d'énergie capables de les remplacer ?

La course vers le "net zero" est lancée ! Pour franchir la ligne d'arrivée d'ici à 2050, l'industrie doit abandonner progressivement les combustibles fossiles. Mais quelles sont les sources d'énergie capables de les remplacer ?

En raison de sa très basse température de liquéfaction (-253°C soit 20°C au-dessus du zéro absolu), l'hydrogène est l'un des fluides les plus difficiles à maintenir à l'état liquide. Ceci nécessite de recourir à des systèmes de stockage et de transfert dédiés, garantissant les plus hauts niveaux de sécurité et d'efficacité.

Pour le transfert cryogénique, les lignes isolées sous vide de Nexans sont conçues pour minimiser le transfert de chaleur entre le fluide cryogénique et l'environnement, ce qui permet :

  • Une sécurité de fonctionnement poussée.  L'enveloppe extérieure reste à température ambiante en fonctionnement, évitant les risques de blessures dues à la formation de glace, de brûlures cryogéniques ou de condensation d'oxygène.
  • Une faible évaporation (regazéification de l'hydrogène) permettant le transfert de LH2 à haut débit sur de longues distances

Avec des gammes de diamètres et une flexibilité uniques, les systèmes cryogéniques de Nexans sont applicables pour le transfert statique et dynamique d'hydrogène sur une large gamme de débits, répondant aux spécifications des infrastructures LH2 pour

  • Le soutage et chargement de LH2 en milieu maritime (ship-to-ship, ship-to-shore)
  • Les infrastructures aéroportuaires
  • L'avitaillement et le chargement de LH2 pour les camions, les trains, etc.

Transfert de LH2 dans les applications maritimes

De grands projets continentaux et transcontinentaux émergent partout dans le monde pour développer les filières de transport du LH2 entre les lieux de production et de consommation. Les ports maritimes se structurent pour devenir des hubs hydrogène majeurs avec le développement de terminaux LH2, d'installations de stockage et de raccordement aux infrastructures terrestres.

Les applications maritimes nécessitent de transférer du LH2 à des débits élevés. Les systèmes de transfert navire-navire et navire-terre doivent également résister aux contraintes mécaniques dynamiques résultant des mouvements des navires tankers de LH2 lors de l'opération de transfert cryogénique.

Application

En 2021, Nexans a équipé et mis en service le premier système au monde de bras de chargement de LH2. Nos lignes de transfert cryogéniques à haute flexibilités de grande longueur, permettent le transfert navire-terre de LH2 à des débits de plusieurs dizaines de tonnes par heure.

Notre expertise unique et notre écosystème de partenaires nous permettent de fournir des solutions clés en main comprenant le bras de chargement, les lignes de transfert, les raccords de sécurité et les systèmes de d'urgence, ainsi que les lignes de retour de gaz d'évaporation.

Les systèmes de transfert du GNL sont-ils adaptés au LH2 ?

Le LH2 est manipulé à des températures d'environ 80°C inférieures au GNL exigeant l'utilisation de systèmes dédiés. Les systèmes GNL ne sont pas compatibles sur ces points:

  • L'isolation thermique des lignes GNL n'est pas adaptée au LH2 car pas assez performante pour empécher la condensation de l'oxygène, de fait un risque majeur de sécurité. Outre un risque de brûlures cryogéniques sévères, la quantité de LH2 vaporisé issu d'une isolation inadaptée rendrait l'application non économiquement viable.
  • Les matériaux pour le transfert de GNL ne sont pas compatibles avec le LH2. Les solutions polymères sont fragiles à la température de l'hydrogène liquéfié, présentant un risque sévère de défaillance mécanique des systèmes de transfert. La perméation de l'hydrogène vaporisé dans la structure des matériaux est une seconde source de fragilisation. 
  • Les structures des bras de chargement GNL ne peuvent pas supporter le poids des lignes pour l'hydrogène, en acier inoxidable donc plus lourdes. Les joints tournants sur les systèmes GNL sont une source de fuite d'hydrogène, une autre source de risque.

Nota : Pour le GNL, Nexans a développé des solutions dédiées au transport de gaz liquéfiés entre navettes, méthaniers et terminaux de réception GNL à terre. La solution CRYODYN® et son diamètre surdimensionné de 65 cm permet de multiplier par neuf la capacité de transfert !

Infrastructures aéroportuaires

Les aéroports préparent activement la transition vers l'aviation bas carbone en devenant des hubs hydrogène intégrant des installations de production et de liquéfaction d'hydrogène.

Les autorités aéroportuaires devront gérer plusieurs sources d'énergie pour alimenter les avions à faible émission (électrique, hydrogène liquéfié, carburants d'aviation durables) augmentant la complexité des infrastructures là où la sécurité et l'empreinte au sol des infrastructures constituent des enjeux majeurs.

Les débits atteignables avec les solutions de transfert cryogéniques à haut débit de Nexans sont compatibles avec les objectifs de temps d'avitaillement des avions à LH2. Notre expertise dans les infrastructures aérospatiales et maritimes nous permet de proposer des solutions tout au long de la chaîne d'approvisionnement de l'hydrogène liquéfié, du réservoir de stockage aux avions en intégrant des systèmes de sécurité pour surveiller l'intégrité de la ligne ainsi que les raccords de sécurité. Par ailleurs, nos solutions d'électrification et systèmes supraconducteurs peuvent vous aider à réaliser votre projet, que ce soit pour la production d'énergie renouvelable, l'exploitation des unités d'électrolyse ou les systèmes de charge.

Stations de ravitaillement pour le transport routier

Nexans propose des solutions pour équiper les stations de ravitaillement en hydrogène:

  • pour connecter les réservoirs de stockage aux points de distribution
  • pour permettre le remplissage des réservoirs LH2 des véhicules lourds

Vers le développement d'autoroutes de l'énergie

Nexans fait partie d'un consortium Européen qui développe le projet SCARLET, financé par l'union européenne, pour développer des sytèmes hybrides intégrant à la fois le transport supraconducteur de l'électricité et le le transport d'hydrogène liquéfié dans une même enveloppe cryogénique.

Ces systèmes ont pour but de permettre une transmission massive d'énergie, plus efficace et moins coûteuse à partir de sites de production d'électricité et d'hydrogène renouvelables.

Services

Notre équipe d'ingénieurs travaille en étroite collaboration avec vous pour concevoir et fabriquer des systèmes de transfert cryogénique clé en main adaptés à vos spécifications.

Notre portefeuille de services couvre les études de préfaisabilité et de faisabilité, le développement technique, la fabrication et les tests, l'installation et la maintenance, ainsi que le support après-vente.

Pour les pièces de rechange, notre équipe de service reste à votre service.

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