Hydrogen+. ITM Power s’est imposé comme le leader dans les technologies liées à la production d’hydrogène vert. Pouvez-vous nous présenter votre électrolyseur à membrane PEM ?
Lucas Bertrand. Depuis la création d’ITM Power en 2001, nous avons développé la technologie d’électrolyse dite « PEM » à partir d’une membrane échangeuse de protons. Aujourd’hui, notre plus gros électrolyseur en service a une puissance de 10 mégawatts. La phase 1 de ce projet a été inaugurée en juillet 2021 sur le site de la raffinerie de Shell, à Wesseling, en Allemagne. Grâce à un financement de 32 millions d’euros de l’Agence européenne du climat, nous lançons la phase 2 pour y déployer un électrolyseur de 100 MW. Nous avons également contractualisé deux autres projets de 100 MW qui devraient être installés en 2024 et 2026.
Avec ces projets, ITM Power fait la démonstration qu’il est possible de déployer des électrolyseurs PEM de grande puissance, et que cette technologie est tout aussi mature que sa concurrente alcaline.
En effet, le PEM offre plusieurs avantages majeurs : d’abord, sa dynamique de réponse (inférieure à 2 secondes) permet de répondre à l’intermittence des énergies renouvelables. En outre, les systèmes PEM sont plus compacts, car ils fonctionnent avec des densités de courant plus élevées. De plus, l’électrolyse PEM n’utilise pas de substances nocives pour l’environnement (hydroxyde de potassium) comme pour l’alcalin ; l’électrolyte PEM est une membrane polymère, barrière physique qui sépare véritablement l’oxygène de l’hydrogène. Nul besoin donc de devoir purger régulièrement le système à l’azote, contrairement à l’alcalin qui, pour des électrolyseurs de 100 MW, nécessite l’installation de véritables usines de production d’azote, ce qui complexifie le processus. Enfin, s’il existe un écart de coût, celui-ci ne cesse de se réduire. De ce fait, beaucoup de projets intègrent désormais la technologie PEM. C’est le cas à Leuna, en Allemagne, où nous installons un électrolyseur de 24 MW exploité par Linde, avec qui nous avons créé une joint-venture pour le déploiement de gros électrolyseurs. En 2023, nous déploierons, toujours avec Linde, un électrolyseur de 24 MW pour l’usine de production d’ammoniac de Yara en Norvège. Ces exemples démontrent une nouvelle fois que l’électrolyse PEM peut être plus compétitive que la technologie alcaline.
Pour quels types de marchés ITM Power développe-t-elle ses électrolyseurs ?
Nous travaillons sur trois marchés. Il y a d’abord la mobilité, marché le plus mature, mais aussi le plus petit. Nous avons aujourd’hui déployé une quinzaine de stations avec électrolyseur. Notre plus grosse station, à Birmingham, fait 3 MW pour avitailler bus, camions et voitures à hydrogène. Nous avons également installé en 2019 la station de bus hydrogène de la ville de Pau, et développons des solutions pour la mobilité lourde (camions, trains, bateaux).
Ensuite, il y a le marché de l’industrie : avec l’obligation de réduire leurs émissions de CO2 de 40 % d’ici à 2030, les raffineries et les industries des secteurs de la pétrochimie, du verre, des semi-conducteurs, de l’agroalimentaire et la sidérurgie se tournent vers l’électrolyse pour décarboner leurs procédés. Ce marché, avec des centaines de gigawatts, est donc potentiellement plus important que celui de la mobilité.
Enfin, l’hydrogène permet le stockage des énergies renouvelables intermittentes, difficiles à injecter dans les réseaux électriques lorsqu’elles produisent de trop grandes quantités d’électricité. Nous avons développé avec Gasunie, aux Pays-Bas, un démonstrateur de 1,3 MW pour le stockage d’hydrogène produit avec de l’électricité renouvelable. Le stockage d’énergie est un énorme marché, mais à plus long terme.
Reste que pour réussir, il est nécessaire de passer à l’échelle supérieure (« scale-up ») avec une technologie mature, d’industrialiser et d’automatiser la fabrication (les gigafactories), de sécuriser les usages, et de disposer d’une électricité peu chère. Telles sont les conditions pour que l’électrolyse devienne compétitive dans un avenir assez proche.
Aujourd’hui, ITM Power est une des rares sociétés prêtes à répondre à ces défis. Nous avons industrialisé notre technologie. Reste à identifier les projets combinant usages et électricité bon marché.
