MEDIA   CORSICA   

Lancement d'un projet européen pour démontrer

la combustion d'une turbine à gaz à hydrogène à haut volume

 

Ansaldo Energia et ses partenaires ont lancé le FLEX4H2, un projet de quatre ans visant à concevoir,

développer et valider un système de combustion de turbine à gaz hautement flexible en carburant

basé sur la technologie de combustion séquentielle d'Ansaldo qui sera capable de fonctionner

avec jusqu'à 100 % d'hydrogène.

Le FLEX4H2 (ou Flexibility for Hydrogen) a officiellement débuté le 1er janvier et se poursuivra jusqu'en décembre 2026. Pendant cette période, les neuf partenaires du projet de 8,7 millions d'euros (9,3 millions de dollars) exploreront les conditions difficiles associées à la combustion de l'hydrogène, y compris l'exploitation de classe H températures, qui sont "requises pour une efficacité de cycle maximale, tout en respectant les objectifs d'émission sans aucune utilisation de diluants", a déclaré le fabricant italien de turbines à gaz Ansaldo Energia le 9 février.

​

Basé sur la technologie de combustion séquentielle à pression constante d'Ansaldo

La conception de la chambre de combustion FLEX4H2 sera basée sur la technologie de combustion séquentielle à pression constante (CPSC) d'Ansaldo, un système de combustion de deuxième génération développé pour les chambres de combustion phares de la turbine à gaz GT36 de classe H d'Ansaldo (760 MW en cycle combiné).

Les turbines GT36 de classe H d'Ansaldo Energia tirent parti de l'expérience acquise avec ses moteurs GT26 pour affiner la technologie de combustion séquentielle et permettre des températures de combustion plus élevées, des émissions plus faibles et une flexibilité opérationnelle et de carburant accrue. "Le moteur GT36 représente un investissement pérenne, pour son rendement élevé et sa capacité à 70 % d'hydrogène, la meilleure de sa catégorie, également rendue possible par la combustion séquentielle", déclare Ansaldo. Courtoisie : Ansaldo Energia

La combustion séquentielle a évolué à partir de la technologie des brûleurs appliquée aux turbines à gaz GT26 et GT24 d'Ansaldo. Dans le GT26, la combustion séquentielle est mise en œuvre avec deux étages de combustion séparés par une turbine haute pression : le premier étage (EV) fonctionne à des pressions supérieures à 30 bars, tandis que le deuxième étage (SEV) fonctionne à environ la moitié de la pression EV. Dans le GT36, aucune turbine haute pression (HP) n'est mise en œuvre, mais le concept de combustion séquentielle est maintenu. 

" En raison de la vitesse de combustion élevée et de la température de flamme élevée, la technologie de combustion standard des turbines à gaz se débat avec une teneur élevée en hydrogène avec des émissions [d'oxyde d'azote (NO x )] élevées et le risque de retour de flamme", a expliqué Ansaldo. « Cela entraîne généralement la nécessité d'un déclassement de puissance pour se conformer aux normes requises. Basé sur deux étages de combustion successifs, le GT36 récupère le déclassement du premier étage en déplaçant le carburant vers le deuxième étage. Cela permet une flexibilité opérationnelle totale, un faible taux de NOx et aucun déclassement.

Ansaldo affirme que son GT36 peut déjà brûler 70 % d'hydrogène dans des mélanges de gaz naturel. "Le développement à 100% est en cours", a-t-il déclaré.

​

Une nouvelle chambre de combustion améliorée

Alors que le FLEX4H2 sera basé sur la technologie CPSC exclusive d'Ansaldo, les partenaires du projet visent à terme le développement et la démonstration d'une « nouvelle chambre de combustion améliorée », qui peut faire fonctionner n'importe quelle concentration d'hydrogène dans des conditions de fonctionnement de turbine à gaz complètes. Le projet vise à faire passer la préparation technologique de la chambre de combustion au niveau 6. Sa conception "sera entièrement adaptable aux turbines à gaz existantes, offrant ainsi d'importantes opportunités de rénovation des actifs existants", a déclaré Ansaldo.

Les documents de la Commission européenne ont noté que le concept CPSC, qui est basé sur « un système de combustion unique à étages longitudinales», donne la meilleure flexibilité de carburant. Le concept " a également le plus grand potentiel pour atteindre l'objectif du projet consistant à démontrer un fonctionnement stable et propre de la chambre de combustion avec des concentrations d'hydrogène mélangées à du gaz naturel, jusqu'à 100 %, à des températures d'allumage typiques des moteurs modernes de classe H". 

FLEX4H2 devrait se dérouler en trois étapes qui impliqueront la combustion de volumes d'hydrogène de 70 %, 90 % et enfin 100 %. "Dans cette poursuite, un sous-ensemble de données de performance spécifiques (KPI) sera atteint dans le calendrier du projet et avec les ressources prévues et le budget alloué", indiquent les documents du projet.

Le projet utilisera également "des outils informatiques de pointe, une modélisation analytique et des techniques de diagnostic pour étudier la stabilisation statique et dynamique de la flamme". Les tests devraient être effectués dans des laboratoires européens lors de "campagnes de tests à échelle réduite et en taille réelle (dans des conditions atmosphériques et sous pression)".

Selon la Commission européenne, alors que le projet se prépare à la commercialisation, Ansaldo et ses partenaires développeront également une feuille de route pour démontrer le système entièrement développé dans un environnement de centrale électrique.

Ansaldo a déclaré que FLEX4H2 "présentera des voies crédibles pour une exploitation complète des résultats du projet et (ainsi) fournira la base d'une contribution ferme au Green Deal de l'UE en faveur de la décarbonation du secteur de l'énergie électrique d'ici 2030 et au-delà".

Les partenaires de FLEX4H2 comprennent des entités de six pays européens. Outre Ansaldo, il s'agit notamment d'Arttic Innovation (Allemagne), du Centre Européenne de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique – CERFACS (France), du Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – DLR (Allemagne), d'Edison (Italie), d'ETN Global ( Belgique), Sintef Energi (Norvège), Ansaldo Energia Suisse (Suisse), Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften – ZHAW (Suisse).

Le projet est financé conjointement par le programme-cadre de recherche et d'innovation Horizon Europe de l'UE dans le cadre du partenariat pour un hydrogène propre (AG n° 101101427). Il bénéficie également d'un financement du Département fédéral de l'économie, de la formation et de la recherche et du Secrétariat d'État à la formation, à la recherche et à l'innovation (SEFRI).

Sonal Patel  est rédacteur en chef adjoint de POWER.

​

​