DENSO libère le potentiel de l'hydrogène local
DENSO Fukushima, dont le siège se trouve à Tamura, Fukushima
L'hydrogène est un combustible qui ne produit pas d'émissions de CO₂ lorsqu'il est brûlé, une caractéristique déterminante qui annonce de multiples applications potentielles dans de nombreux domaines. Ainsi, déterminée à exploiter ce potentiel, DENSO Fukushima a lancé un projet de démonstration en mars 2023 pour tester la faisabilité de l'utilisation de l'énergie hydrogène à Tamura.
Représentant les efforts combinés de DENSO, DENSO Fukushima et Toyota Motor Corporation, le projet implique la production d'hydrogène vert pour une utilisation sur site, une étape clé pour atteindre la neutralité carbone dans les installations de fabrication. Les connaissances et les idées générées par ces tests s'inscriront également dans une vision plus vaste et globale : l'établissement d'un modèle basé à Fukushima pour la production locale d'hydrogène destiné à la consommation locale.
Neutralité carbone, les usines d'abord
En annonçant, en octobre 2020, l'objectif d'atteindre la neutralité carbone d'ici 2050, le gouvernement japonais a établi une orientation claire pour le pays et la tâche d'éliminer les émissions de CO₂ est rapidement devenue une priorité, influençant les conversations dans diverses industries.
Les efforts de décarbonisation sont particulièrement cruciaux pour l'industrie manufacturière japonaise, qui représente environ 40 % des émissions nationales de CO₂. Étant donné le potentiel de l'hydrogène pour compenser et éliminer les émissions, le projet en cours chez DENSO Fukushima s'inscrit dans le cadre de ces efforts visant à créer des usines neutres en carbone.
L'objectif est d'utiliser l'hydrogène pour décarboniser les opérations de l'usine dans un premier temps et, à terme, de mettre en place un système énergétique local dans lequel l'hydrogène produit localement est consommé dans la région.
La première approche implique des efforts de conservation de l'énergie : l'énergie utilisée dans les usines est répertoriée afin d'identifier et de réduire les schémas de consommation d'énergie qui entraînent un gaspillage.
L'étape suivante consiste à produire davantage d'énergie renouvelable sur place. DENSO Fukushima dispose déjà d'un certain nombre d'installations solaires et éoliennes, et prévoit de produire encore plus d'électricité grâce à ses propres panneaux solaires dans un avenir proche.
Les énergies renouvelables jouent un rôle clé dans leur troisième approche : le passage à des sources renouvelables pour l'électricité fournie par le réseau extérieur.
La quatrième approche, quant à elle, se concentre sur l'utilisation de l'hydrogène en remplacement du GPL pour produire de l'énergie thermique pour la fabrication, car parmi les divers composants automobiles fabriqués à DENSO Fukushima, on trouve des échangeurs de chaleur (radiateurs) et des modules de climatisation, qui utilisent tous deux une quantité particulièrement importante de chaleur lors de leur fabrication.
Dans le cadre des efforts continus de réduction des émissions, une partie de ce processus passera de fours alimentés au gaz à des fours électriques, tandis que l'hydrogène remplacera le GPL comme combustible pour le four de postcombustion de l’usine*1, qui est utilisé pour détoxifier les gaz d'émission de l'usine.
En incorporant un équipement d'électrolyse de l'eau développé par Toyota Motor Corporation sur la base de la technologie de son véhicule à pile à combustible « MIRAI », l'usine DENSO de Fukushima cherche à produire son propre hydrogène localement.
Les piles à combustible produisent de l'électricité en combinant de l'hydrogène et de l'oxygène, tandis que l'électrolyse de l'eau produit de l'hydrogène et de l'oxygène. En d'autres termes, les réactions des deux processus sont inversées, alors que la structure globale est essentiellement la même. En réutilisant la technologie des voitures « MIRAI » pour créer un équipement d'électrolyse de l'eau et en standardisant les matériaux et les composants connexes, il pourrait être possible de créer un système très fiable pour la production d'hydrogène à un coût relativement faible.
L'électricité produite sur place à partir de sources d'énergie renouvelables est utilisée pour produire de l'hydrogène « vert »*2, le carburant obtenu étant également stocké localement. Cet hydrogène stocké est ensuite fourni à l'usine lorsque les lignes de production en ont besoin. Cela signifie que toutes les étapes nécessaires à une chaîne d'approvisionnement complète en hydrogène, production, stockage, transport et utilisation, peuvent être mises en place localement. Si cette initiative est couronnée de succès, elle constituera une étape importante sur la voie de l'élaboration d'un argumentaire en faveur d'un système énergétique local.
Aujourd'hui, la neutralité carbone devient essentiellement le prix d'entrée dans le monde des affaires pour les fabricants et s'ils ne réduisent pas leur empreinte carbone, ils pourraient bientôt se retrouver dans l'incapacité de vendre leurs produits. C'est pourquoi DENSO s'efforce de créer des arguments en faveur d'usines neutres en carbone et de faire sa part pour protéger la fabrication à long terme.
Trouver la meilleure solution pour l'hydrogène
La perspective d'une production locale d'hydrogène pour la consommation locale promet d'avoir un impact important et profond sur la société et l'industrie. Toutefois, le chemin vers cet objectif n'est pas sans embûches, car il y a de nombreux défis à relever, qu'il s'agisse de questions techniques ou de préoccupations liées aux coûts. En outre, l'intégration de l'hydrogène dans la vie quotidienne nécessitera de trouver les applications les plus efficaces. En effet, si l'hydrogène présente de nombreux avantages en tant que source d'énergie, il n'est pas nécessairement destiné à remplacer toutes les autres options.
En réalité, même dans certaines installations d'essai du projet de Fukushima, les fours utilisés pour chauffer certains produits sont alimentés par des sources d'énergie renouvelables et non par de l'hydrogène. Pourquoi ? En effet, dans certains cas, il est préférable d'utiliser directement de l'électricité propre lorsqu'on en a besoin.
Cependant, l'électricité, contrairement à l'hydrogène, présente un problème de stockage. Les panneaux solaires peuvent produire beaucoup d'électricité pendant de longues périodes d'ensoleillement, mais toute cette énergie excédentaire est finalement perdue si une grande partie n'est pas utilisée immédiatement, à moins que cette énergie solaire ne soit utilisée pour fabriquer de l'hydrogène, ce qui est une façon de tirer pleinement parti des avantages inhérents à l'hydrogène.
Une vision globale pour le modèle énergétique local de Fukushima
Si les efforts visant à mettre en œuvre un modèle énergétique local basé sur l'hydrogène aboutissent à Fukushima, cela ouvrirait la voie à l'extension de cette approche à l'ensemble du pays. La préfecture de Fukushima et Toyota Motor Corporation ont déclaré leur intention de collaborer à la recherche d'applications de l'hydrogène dans la société.
Leurs plans ambitieux consistent à cibler d'abord les villes d'environ 300 000 habitants pour créer un modèle de mode de vie intégrant l'hydrogène, puis à déployer ce modèle dans des villes de taille similaire dans l'ensemble du Japon. La préfecture de Fukushima abrite trois villes de ce type, Fukushima, Koriyama et Iwaki, où les premiers efforts de mise en œuvre sociale seront concentrés, avec une expansion régionale ultérieure.
En outre, ils imaginent un avenir radieux où la technologie japonaise de l'hydrogène et le modèle local de production et de consommation pourront être partagés avec le reste du monde.
D'une initiative locale à Fukushima, à une entreprise nationale au Japon, et finalement à un mouvement mondial, l'histoire de ce projet local de production et de consommation d'hydrogène est pleine de potentiel pour remodeler notre avenir.
*1 Développé conjointement avec Chugai Ro Co, le four à postcombustion absorbe les gaz d'échappement des fours industriels et les rallume pour éliminer totalement les hydrocarbures, le monoxyde de carbone et les autres substances qu'ils contiennent.
*2 L'hydrogène vert est le terme utilisé pour désigner l'hydrogène « propre » produit à partir de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et l'énergie éolienne, sans émission de CO₂ pendant tout le processus de production.
De plus amples détails sur le programme DENSO Aftermarket sont disponibles en ligne à l'adresse suivante : www.denso-am.eu/fr