Permettre le contrôle de bout en bout de la plus grande usine d’hydrogène vert à usage industriel d’Europe

Iberdrola a commencé à transformer son modèle d’entreprise il y a plus de 20 ans, anticipant la transition énergétique pour répondre aux défis du changement climatique. Depuis lors, l’entreprise a pris des mesures actives et décisives pour assurer un avenir plus durable.

Assurer le contrôle de bout en bout de la plus grande usine d'hydrogène vert à usage industriel d'Europe

Iberdrola a choisi CGI pour mettre en œuvre une solution complète qui contrôle le processus de production d’hydrogène vert de l’usine de Puertollano. Cette solution fournit aux opérateurs d’Iberdrola les outils, les indicateurs et les alarmes nécessaires au bon fonctionnement de l’ensemble du processus de fabrication. Elle s’intègre aux systèmes qui régissent la production d’énergie de la centrale photovoltaïque ainsi que la production et l’approvisionnement en hydrogène de la centrale.

Notre travail sur le projet s’est déroulé de juin 2020 à septembre 2022, et nous continuons à y apporter des améliorations. Ce travail s’inscrit dans le cadre de notre relation avec Iberdrola qui a débuté en 2019, avec le développement des systèmes SCADA* pour leurs centrales photovoltaïques de Pizarro (600 MW) et de Ceclavín (327 MW). Nous avons également travaillé sur l’intégration de 11 parcs éoliens français dans le centre de contrôle des énergies renouvelables (CORE) d’Iberdrola. Nos experts collaborent avec les équipes d’ingénieurs du client pour définir les architectures de contrôle, de communication et de cybersécurité.

La normalisation accélère le déploiement et réduit les coûts

La stratégie d’Iberdrola, qui consiste à investir dans la production industrielle d’hydrogène vert, implique de pouvoir répliquer facilement les usines de production et de les intégrer au centre de contrôle afin d’avoir une vision globale de la production et d’aider à la prise de décision.

Notre solution et nos services permettent de normaliser et d’unifier les données générées dans les usines de production afin de faciliter leur intégration et leur gestion. Par ailleurs, nous hébergeons notre solution de gestion de la production et les composants électroniques de contrôle associés dans des armoires de commande installées dans des conteneurs que nous pouvons livrer partout où le client le souhaite, dans le monde entier. La normalisation de la solution de contrôle (des armoires au câblage) accélère le déploiement et réduit le temps et le coût de la construction et des essais.

Éléments clés de la solution

Les éléments clés de la solution de contrôle de la production sont les suivants.

• Système de contrôle local pour la production d’hydrogène dans les usines hybrides; le système fournit des rapports de gestion et des indicateurs de production aux opérateurs et aux systèmes centralisés.
• Solution complète qui supervise le processus de production d’hydrogène obtenue à partir d’une source d’énergie renouvelable.
• Intégration possible à un système de gestion de la production, centralisé ou d’entreprise, sur les sites industriels.

La valeur que nous offrons

Entre autres avantages, le système contribue à:

• Faire progresser les objectifs stratégiques d’Iberdrola dans le cadre de sa transformation énergétique et conformément aux programmes européens de décarbonation à l’horizon 2030 et 2050;
• Accroître la disponibilité par une surveillance en temps réel des opérations et des actifs de l’usine et renforcer le contrôle à distance des actifs, permettant ainsi une réponse plus rapide aux alarmes de production;
• Améliorer l’efficacité et les revenus et réduire les dépenses d’exploitation, en évitant les pertes d’énergie et les temps d’immobilisation d’autres actifs;
• Équilibrer les besoins de consommation et garantir la satisfaction des besoins en énergie, en hydrogène ou en produits dérivés, afin d’assurer un fonctionnement efficace, économique et durable;
• Faciliter la gestion des centrales hybrides;
• Améliorer la prise de décision stratégique et opérationnelle:
  • Stratégique : permet aux investisseurs de « fermer le cycle de conception » et de prendre des décisions stratégiques et tactiques afin d’optimiser leurs rendements;
  • Opérationnel : permet de déterminer à quel moment et en quelle quantité l’énergie ou l’hydrogène doit être produit, stocké, consommé ou vendu.

Aperçu de la topologie de la solution

La topologie de la solution assure une grande disponibilité et un haut niveau de cybersécurité, grâce à une architecture robuste, pouvant être répliquée à tous les niveaux et réduisant les risques. L’interface multizone du système facilite son utilisation. Elle affiche les principaux indicateurs de production de l’usine, le processus/les sous-processus, les principales données de production et les sous-processus associés, les documents techniques de l’équipement, etc.

Deux éléments régissent le système dans son intégralité :

1. L’énergie que l’électrolyseur peut consommer. Dans des conditions normales, l’électrolyseur maintient les réservoirs de stockage à leur capacité maximale, en recherchant à tout moment le coût le plus bas de l’énergie. En cas de besoin, il tente de recevoir de l’énergie du réseau. Cela se produit, par exemple, lorsque l’apport d’énergie verte du site associé est insuffisant ou lorsque le système de répartition envoie une consigne de restriction pour une période donnée. Il arrive également qu’une anomalie empêche l’électrolyseur de continuer de produire (en raison d’une panne, d’une pénurie d’eau distillée, etc.).

2. Débit constant d’hydrogène vers le site industriel. Le système reçoit un tableau avec les besoins de production de l’usine, par périodes de stabilité d’une heure, durant lesquelles le débit doit rester constant. Le système gère l’approvisionnement en fonction du contenu disponible dans les réservoirs, ce qui permet une autonomie d’approvisionnement de deux jours, même en l’absence de production d’hydrogène.

Les avantages du partenariat pour CGI

Iberdrola a choisi CGI pour ce travail selon plusieurs critères. Il y a d’abord eu la confiance dans notre expérience et notre connaissance de ses activités, après plusieurs années de collaboration dans la mise en place de systèmes SCADA locaux et d’entreprise pour leurs centrales photovoltaïques. Notre engagement à utiliser des plateformes commerciales et des protocoles de communication ouverts et normalisés a également joué un rôle important, car cela permet à Iberdrola de ne pas dépendre d’une solution exclusive.

Ce qui fait la différence pour Iberdrola, c’est notre capacité à intégrer la solution de contrôle de la production aux différents fabricants d’équipement, ainsi que nos connaissances en matière de développement de bibliothèques d’objets qui permettent l’intégration rapide des nouveaux systèmes. Les méthodes de travail proactives de CGI ainsi que la collaboration et la réponse rapide aux besoins du client pour les projets futurs sont autant de critères importants qui justifient ce partenariat.

L’hydrogène vert est un élément essentiel de la transformation énergétique

L’hydrogène vert est essentiel à sa transformation énergétique et au respect des engagements de zéro émission nette des programmes de décarbonation européens de 2030 et 2050, tout en renforçant l’indépendance énergétique de l’Espagne et la compétitivité du secteur. Iberdrola est pionnière dans la mise en œuvre de l’hydrogène vert, avec des projets destinés à l’industrie et à la mobilité lourde.

L’entreprise a mis en service la plus grande usine d’hydrogène vert à usage industriel en Europe. L’usine de Puertollano, en Espagne, comprend une centrale solaire photovoltaïque de 100 MW, un système de batteries lithium-ion d’une capacité de stockage de 20 MWh et l’un des plus grands électrolyseurs d’Europe, d’une capacité de 20 MW, le tout à partir d’électricité 100 % renouvelable. Cette initiative va permettre de créer jusqu’à 1 000 emplois et de réduire les émissions de 48 000 tonnes de CO₂ par an.

L’hydrogène vert sera utilisé dans une usine d’engrais, remplaçant ainsi l’hydrogène gris provenant des raffineries et évitant les émissions de CO₂.

Iberdrola a mis en service la première station d’approvisionnement en hydrogène en Espagne. Cette usine produit de l’hydrogène vert sur site, dans la zone franche de Barcelone. Cette énergie propre est destinée aux véhicules lourds, et plus particulièrement aux autobus métropolitains de la TMB (Transports métropolitains de Barcelone), qui a déjà mis en circulation 8 autobus à hydrogène vert dans la ville de Barcelone.

L’usine dispose d’un électrolyseur d’une puissance de 2,5 MW, avec une capacité de production de 400 tonnes d’hydrogène vert par an, qui sera distribué aux véhicules lourds ayant besoin d’une pression d’alimentation élevée allant jusqu’à 450 bars.

Elle permettra d’alimenter d’autres flottes de véhicules lourds et des industries de la région qui adoptent ce vecteur comme solution énergétique. L’objectif est de générer un effet de levier autour de cette technologie et de promouvoir la création d’un pôle d’hydrogène vert dans l’une des principales zones industrielles du pays, en accord avec les principes de la stratégie européenne pour l’hydrogène et de la feuille de route en faveur de l’hydrogène du ministère espagnol de la Transition écologique et du Défi démographique.

Regard vers l’avenir

L’usine de Puertollano a élaboré la stratégie de mise en œuvre et de déploiement de la technologie de production d’hydrogène. CGI a acquis les connaissances de base nécessaires à la mise en place d’une solution et d’un cadre parfaitement reproductibles. Nous travaillons actuellement avec Iberdrola sur le système de contrôle de leur usine d’hydrogène industriel à Castellón, en Espagne, et nous allons également établir le centre de contrôle (Centro Operación Producción Industrial) pour gérer à la fois la production d’hydrogène et les centrales thermiques (chaleur et froid).

L’objectif est d’intégrer les usines de Puertollano et de Castellón au centre de contrôle (COPI). Tous ces projets soutiennent la stratégie d’Iberdrola qui vise à déployer de nombreux sites industriels, tant pour l’hydrogène que pour les centrales thermiques, dans le cadre de sa transformation énergétique.