Un électrolyseur réversible pour favoriser l’autonomie énergétique d’un bâtiment
Les énergies renouvelables présentent l’avantage de ne pas émettre de dioxyde de carbone lors du processus de production d’électricité : un avantage qui fait de ces énergies 100% respectueuses de l’environnement des outils idéaux pour la transition énergétique. Malheureusement, la réalité est légèrement différente : le caractère intermittent des énergies renouvelables rend sa production tributaire des conditions météo et donc imprévisible et instable. Impossible donc pour les producteurs d’électricité de baser l’équilibre réseau sur ces seules énergies renouvelables : le vent peut par exemple s’arrêter de souffler lors des pics de consommation, mettant ainsi les énergéticiens en situation difficile dans un moment critique. C’est la raison pour laquelle le développement de solutions de stockage de l’énergie est devenu un enjeu majeur pour la réussite de la transition énergétique mondiale, mais également un enjeu économique en raison de la croissance continue des énergies propres. Dans les nombreuses entreprises qui se sont lancées dans la course à l’innovation, la start-up française Sylfen vient de faire parler d’elle : son système de stockage d’électricité pour les bâtiments en autoconsommation vient en effet d’être récompensé par le Prix de l’énergie « Le Monde » dans la catégorie Smart Cities.
Favoriser l’autonomie des bâtiments à énergie positive
Pour la seconde année consécutive, le journal Le Monde a organisé un grand concours européen visant à récompenser les solutions innovantes, destinées à améliorer la vie urbaine. Un jury international de professionnel a eu la lourde tâche de départager les projets candidats en décernant un Grand Prix et six prix dans les catégories innovation urbaine, énergie, habitat, mobilité, participation citoyenne et action culturelle. C’est la start-up française Sylfen qui a reçu le Prix « Le Monde » Smart Cities de l’innovation urbaine dans la catégorie « Énergie ».
Implantée à Grenoble, la jeune pousse planche depuis une dizaine d’années, en partenariat avec le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, à l’élaboration d’une solution hybride de stockage de l’électricité à base de production d’hydrogène. Baptisée Smart Energy Hub, cette innovation vise à permettre le stockage des surplus d’électricité produits en période creuse de consommation afin de les utiliser ultérieurement, lorsque la demande est supérieure à l’offre.
L’objectif de la société grenobloise est de favoriser l’autonomie énergétique des bâtiments à énergie positive (qui produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment). « Pour établir le bilan d’un bâtiment à énergie positive, on ne fait que comparer sa production et sa consommation sur l’année. Or, minute après minute, il produit plus que nécessaire ou pas assez. Il a donc en permanence besoin du réseau, soit pour y injecter le surplus d’électricité créé, soit pour s’y alimenter lorsqu’il n’en a pas produit assez », explique Nicolas Bardi, directeur de Sylfen.
Un électrolyseur « réversible »
Le Smart Energy Hub de Sylfen, protégé par pas moins de 22 brevets, vise à éviter cette « dépendance » au réseau électrique grâce à l’utilisation de batteries de stockage et d’un électrolyseur « réversible ». Cette dernière caractéristique fait d’ailleurs du projet une première mondiale.
L’équipement est en effet capable de fonctionner comme un électrolyseur pour produire de l’hydrogène à partir de l’électricité renouvelable produite localement. Ainsi, lorsque la production renouvelable d’un bâtiment à énergie positive est supérieure à ce que consomment ses habitants, l’électricité verte est utilisée pour produire de l’hydrogène qui est ensuite stockée dans les batteries.
Mais l’électrolyseur peut également fonctionner comme une pile à combustible : lorsque les besoins en électricité de ce même bâtiment sont supérieurs à la production de ses installations renouvelables, le Smart Energy Hub restitue l’hydrogène sous forme d’électricité. L’autoconsommation (et l’autonomie) du bâtiment est ainsi totale.
Selon ses concepteurs, le Smart Energue Hub afficherait un rendement de 50 à 55%. Un chiffre qui s’élèverait même jusqu’à 70% en prenant en compte la chaleur valorisée. Le système présente également l’avantage d’être compact et abordable. « Une bonbonne d’un kilogramme d’hydrogène peut contenir 40 kWh d’énergie et revient vingt fois moins cher qu’une batterie pour stocker la même quantité d’énergie », fait valoir M. Bardi.
Vers une commercialisation en 2020 ?
Le Smart Energy Hub est avant tout destiné aux bâtiments de plus de 1.000 mètres carrés (logement, commerce, industrie…) et affiche un coût initial de 50.000 à 100.000 euros. L’électrolyseur présente une puissance variable, évaluée entre 40 et 80 kW, qu’il est nécessaire d’ajuster en fonction des besoins du bâtiment et de ses locataires. Enfin, la capacité des batteries est également variable et se situe entre 50 et 150 kWh.
Selon la start-up grenobloise, l’ajout d’un Smart Energy Hub à un bâtiment à énergie positive augmente son coût d’environ 5%. Mais cet investissement serait amorti sur une vingtaine d’années (durée de vie estimée de l’installation) grâce à des économies à hauteur de 80% des factures d’énergie du bâtiment. « Et, une fois le système complètement amorti, l’énergie devient quasiment gratuite », précise Nicolas Bardi.
Sylfen a annoncé la mise en place d’un démonstrateur industriel cet été pour un client industriel. Le déploiement commercial est ensuite envisagé d’ici l’horizon 2020, d’abord à l’échelle des bâtiments, puis à celle de l’éco-quartier. D’ici là, la start-up aura bouclé une levée de fonds de 3 à 4 millions d’euros. Une somme qui devrait l’aider à se positionner sur le marché des bâtiments à énergie positive, qui pourrait s’élever à 10 milliards d’euros à l’échelle mondiale d’ici 2020.
