Automatisation de la décarbonation maritime : piles à combustible à hydrogène de plusieurs mégawatts
Développer la puissance de l'hydrogène pour la haute mer
Pendant des années, les piles à combustible à hydrogène étaient limitées à des applications à petite échelle ou aux navires côtiers en raison des contraintes de densité de puissance. Cependant, le programme de développement conjoint entre ABB et HDF Energy change la donne. En se concentrant sur des installations à l’échelle du mégawatt, ce partenariat rend l’hydrogène viable comme source d’énergie principale pour de grands navires de haute mer, tels que les navires porte-conteneurs de taille moyenne et les transporteurs d’hydrogène liquéfié. Ce n’est pas simplement une amélioration marginale ; c’est un changement fondamental dans notre approche de la propulsion en haute mer.
La synergie entre alignement technique et commercialisation
À partir d’un protocole d’accord de 2020, le récent accord de développement conjoint (JDA) marque le passage de la recherche théorique à la réalité commerciale. D’un point de vue ingénierie, cette collaboration est essentielle car elle associe l’expertise de HDF Energy dans la fabrication de piles à combustible à la maîtrise des systèmes électriques marins par ABB. L’objectif est clair : créer une solution de pile à combustible standardisée et certifiable qui réponde aux normes rigoureuses de sécurité et de performance du secteur maritime international.
L’automatisation au cœur : intégration du réseau DC embarqué
En tant qu’ingénieurs en automatisation, nous savons que produire de l’énergie n’est que la moitié du défi ; le véritable enjeu réside dans la distribution et le contrôle. L’Onboard DC Grid™ d’ABB agit comme le « système nerveux » du navire. Il permet l’intégration fluide des piles à combustible avec le stockage par batteries et d’autres sources d’énergie. En utilisant une architecture basée sur le courant continu (DC), le système peut gérer les charges variables plus efficacement, en utilisant les piles à combustible pour les charges de base en régime permanent tandis que les batteries gèrent les « pics » dynamiques de la demande en puissance.
Contrôle précis via PLC et systèmes de gestion de l’énergie
La fiabilité de ces piles à combustible haute puissance dépend fortement de la couche d’automatisation sous-jacente. ABB fournit les convertisseurs de puissance et les systèmes de gestion basés sur PLC (Automate Programmable Industriel) nécessaires à la logique au niveau système. Ces systèmes garantissent que la pile à combustible fonctionne dans ses paramètres thermiques et chimiques optimaux tout en communiquant en temps réel avec le système de contrôle distribué (DCS) plus large du navire. Ce niveau d’intégration assure la conformité avec les sociétés de classification maritime et offre la redondance nécessaire pour la navigation en haute mer.
Une voie pratique vers la décarbonation : modernisation et alimentation à quai
Un des aspects les plus convaincants de cette technologie est sa polyvalence. Au-delà des constructions neuves, ces unités de piles à combustible sont conçues pour remplacer les générateurs auxiliaires diesel traditionnels (groupes électrogènes) sur les navires existants. Cette approche « plug-and-play » de la modernisation permet aux armateurs de réduire significativement leur empreinte carbone sans les coûts astronomiques d’une refonte totale de la coque. De plus, ces unités peuvent soutenir l’électrification des ports, fournissant une énergie propre aux navires à quai lorsque le réseau terrestre local est surchargé.
La feuille de route vers 2030 : industrialisation et déploiement
Nous sommes actuellement dans la phase critique de « validation » de cette technologie. La feuille de route prévoit des installations pilotes intensives programmées pour 2028 et 2029. Ces essais fourniront les données réelles nécessaires pour affiner les algorithmes de contrôle et la durabilité du matériel. D’ici 2030, le projet vise la production en série, marquant le moment où les piles à combustible à hydrogène deviendront un élément standard dans les achats maritimes, pleinement soutenu par une infrastructure mondiale d’automatisation industrielle.
