Début des essais d'un système de production d'électricité hybride associant la technologie des piles à combustible et des microturbines à gaz à l'usine Motomachi de Toyota

TOYOTA CITY, JAPON, le 26 avril 2017. ―  Toyota Motor Corporation (TMC) a débuté les essais du système de production d'électricité à cycle combiné sous pression (ci-après, système de production d'électricité hybride) qui a été installé à l'usine Motomachi de Toyota City, Préfecture d'Aichi, au Japon. Le système de production d'électricité hybride associe des piles à combustible à oxyde solide (SOFC)1 (ci-après les « piles à combustible ») et des microturbines à gaz2. Les essais utiliseront le système comme une installation interne de production d'électricité dans le but d'évaluer son efficacité énergétique, son rendement et sa durabilité.

 

Le système de production d'électricité hybride utilise l'hydrogène et le monoxyde de carbone extraits par reformage du gaz naturel et son mécanisme de production d'électricité à deux cycles, qui emploie une pile à combustible et des microturbines au gaz, a une puissance nominale de 250 kW. Il dispose également d'un système de cogénération (combinant chaleur et électricité) qui utilise la chaleur résiduelle issue de la production d'électricité.

 

Ce système hybride affiche un haut rendement énergétique (55 %3) grâce à son système de production d'électricité à deux cycles, et accroît également le rendement global (65 %) au moyen du système de cogénération. C'est la raison pour laquelle Toyota présente ce système comme une technologie efficace pour l'aider à réaliser son but d’une société à faibles émissions de carbone. L'électricité et la chaleur résiduelle servent à alimenter l'usine Motomachi.

 

Le nouveau système de production d'électricité hybride est déployé dans le cadre de l'initiative de « Démonstration technologique en vue de la production de masse du système de production d'électricité à cycle combiné sous pression constitué d'une pile à combustible à oxyde solide cylindrique (SOFC) et d'une microturbine à gaz (MGT)"4 » de la New Energy and Industrial Technology Development Organization (Organisation pour le développement des énergies nouvelles et des technologies industrielles, ou NEDO). Ce système a été mis au point conjointement par Toyota, une filiale de Toyota, Toyota Turbine and Systems Inc., et Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.

 

Toyota continuera de promouvoir le développement et la mise en service de la technologie de l'hydrogène dans ses usines, tout en continuant de surveiller les résultats de la mise en service et de la démonstration de ce système de production d'électricité hybride. Cette initiative représente un progrès en vue de la réalisation de l'objectif « zéro émission » de CO2 dans les usines, qui est l'un des aspects du  défi « Toyota Environmental Challenge 2050 » qui avait été annoncé en 2015.

 

1La pile à combustible à oxyde solide utilise une membrane céramique conductrice d'ions comme électrolyte, ce qui permet d'atteindre des températures de fonctionnement de l'ordre de 700 °C à 1 000 °C.

 

Référence : Différence entre les piles à combustible

 

 

Pile à combustible à oxyde solide

Pile à combustible à électrolyte polymère

Températures de
 fonctionnement

Maximum (700 °C - 1 000 °C)

Minimum (70 °C - 90 °C)

Application

Diverses utilisations,
allant d'un usage à petite échelle (foyers)
à un usage à grande échelle (alimentation en électricité d'usines)

Convient à un usage à petite échelle
(foyers, véhicules)

Caractéristiques
  • Rendement énergétique élevé
  • Ne nécessite pas l'emploi de platine comme catalyseur
  • Faible température de fonctionnement
  • Mise en marche et arrêt faciles

 

2Une toute petite turbine à gaz ayant une faible puissance nominale.

 

3On soustrait l'équivalent de la quantité d'électricité restant après la consommation électrique de l'usine (pour le fonctionnement de l'équipement utilisé dans la production d'électricité) de la quantité d'électricité produite.

 

4Afin de promouvoir l'utilisation concrète de la technologie SOFC dans des applications commerciales et industrielles, la NEDO a subventionné les activités de R.-D. et l'introduction de la SOFC. Voir le site Web de la NEDO http://www.nedo.go.jp/english/index.html

 

Aperçu du système de production d'électricité hybride

 

  1. L'hydrogène (H2) et le monoxyde de carbone (CO) sont extraits après reformage du gaz naturel (CH4) à l'intérieur de la pile à combustible.
  2. L'électricité produite dans la pile à combustible est le résultat d'une réaction chimique entre l'hydrogène et le monoxyde de carbone avec l'oxygène (O2) contenu dans l'air comprimé fourni par la microturbine à gaz.
  3. Le combustible résiduel qui est inutilisé dans la production d'électricité (H2 et CO) alimente les microturbines à gaz avec la chaleur et les gaz d'échappement à haute pression émis lors de la production d'électricité.
  4. Le combustible résiduel est brûlé par les microturbines à gaz, qui produisent de l'électricité lors de leur rotation.
  5. La chaleur résiduelle est récupérée des gaz d'échappement issus de la combustion.

 

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