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Etude dynamique du procédé de production de méthane à partir d’hydrogène électrolytique basse température

Résumé : Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’étude d’un système de stockage et de restitution des surplus d’énergie électrique de sources renouvelables. L’objectif de l’étude est d’évaluer la capacité du concept à absorber l’intermittence de la production électrique à travers l’analyse de la flexibilité des procédés choisis. En phase de stockage, l’unité utilise un procédé d’électrolyse basse température à membrane échangeuse de proton (PEM) pour produire l’équivalent de 200 MW d’hydrogène. Ce gaz sera combiné au dioxyde de carbone dans une série de réacteurs de méthanation pour former l’équivalent de 155 MW de substitut de gaz naturel. La phase de déstockage est réalisée au sein d’un cycle d’oxy-combustion d’une puissance installée de 480 MW. Ce cycle permet de restituer l’énergie contenue dans les gaz stockés et de produire le CO2 requis pour le procédé de méthanation. L’étude énergétique en régime stationnaire de cette installation montre que l’efficacité du procédé d’électrolyse atteint 69,3%, celle du procédé de méthanation 82,2% et celle du cycle d’oxy-combustion 51,8% sur PCS. L’analyse en régime transitoire de la phase Power-to-Gas permet d’identifier les stratégies de contrôle adaptées aux variations temporelles de conditions opératoires. Ces stratégies visent à permettre au système de couvrir des plages de fonctionnement plus larges et d’absorber plus de puissance électrique. Il s’est avéré que la production du méthane de synthèse peut s’étendre sur des plages de fonctionnement allant de 48% à 100% de la puissance nominale sans aucun apport énergétique extérieur. Le cas d’étude réalisé pour le couplage de l’unité avec un parc éolien de 300 MW permet d’évaluer les performances du Power-to-Gas en fonction de la variation de la source électrique.
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Theses
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https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02167350
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Thursday, June 27, 2019 - 4:45:11 PM
Last modification on : Thursday, April 9, 2020 - 5:08:20 PM

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2018PSLEM056_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02167350, version 1

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Citation

Nouaamane Kezibri. Etude dynamique du procédé de production de méthane à partir d’hydrogène électrolytique basse température. Energie électrique. PSL Research University, 2018. Français. ⟨NNT : 2018PSLEM056⟩. ⟨tel-02167350⟩

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