BDR Thermea développe des chaudières à hydrogène

Ayant engagé une réflexion sur les perspectives liées à l’hydrogène pour les applications dédiées au confort thermique du bâtiment (chauffage et production d’eau chaude sanitaire), BDR Thermea France, filiale du groupe BDR Thermea qui possède les marques Chappée et De Dietrich, a commencé à développer des chaudières 100% hydrogène à Châteauneuf (42). La société a également signé un partenariat avec le fabricant Bulane afin de développer des électrolyseurs innovants dédiés à la combustion et pouvant être intégré aux chaudières.
De plus, BDR Thermea compte sur des essais approfondis réalisés dans ses centre R&D de Bassano en Italie et de Mertzwiller en Alsace. Bassano est le site de la plus grande usine de production de BDR Thermea. Depuis deux ans, un équipement d’électrolyse y a été installé. Il transforme l’électricité de ses panneaux photovoltaïques en hydrogène. Cet hydrogène est aujourd’hui utilisé pour tester et piloter le développement de prototypes 100 % hydrogène ou fonctionnant avec un mélange hydrogène/gaz naturel.

Un partenariat entre Chateauneuf et BDR Thermea France

Porté par la mairie de Châteauneuf et démarré en 2014, le projet ILOT@GE est une plateforme de production d’électricité et de stockage par hydrogène vert à partir d’énergies renouvelables en milieu rural pour la mise en œuvre de différentes applications à usages domestiques par autoconsommation. Une fois produit, l’hydrogène peut être utilisé de trois manières différentes : alimenter une pile à combustible pour la production d’électricité ; être stocké pour une station de mobilité couvrant la gamme de pression de 1000b et être injecté dans un réseau de gaz pour être brûlé dans les chaudières afin de couvrir les besoins en chauffage. C’est sur ce dernier point que le partenariat entre la commune de Châteauneuf et BDR Thermea France a pu se concrétiser. En effet, l’entreprise a mis à disposition une cascade optimisée comprenant une chaudière à hydrogène pur (28 kW) et une chaudière AMC 90 Pro (90 kW à 20 % de H2).

Le projet ILOT@GE de Châteauneuf poursuivait plusieurs objectifs :

Démontrer l’intérêt d’une chaufferie avec de l’hydrogène et l’optimisation d’une cascade de chaudière en mélange et de chaudière pur hydrogène ;
Valider le taux de décarbonation d’une chaufferie ;
Etudier l’acceptation de l’hydrogène dans un pôle petite enfance ;
Démontrer l’intérêt de coupler la mobilité et le chauffage.

Après une année d’exploitation (de février 2021 à mars 2022), les résultats sont « très positifs » selon BDR Thermea France. Grâce au champ photovoltaïque de 45 kWc et aux « arbres à vent » de 32 kWc, 505 kg d’hydrogène ont été produits grâce à la filière ENR électrique. 100 % des besoins électriques et 25 % des besoins en chauffage ont ainsi été couverts par la filière hydrogène locale. La limite du taux de couverture du chauffage est liée à la consommation d’hydrogène pour la mobilité et la pile à combustible. En conséquence, il a été décidé de mettre en place un électrolyseur supplémentaire permettant de couvrir 100 % des besoins en chauffage.

Les marchés adressables pour l’hydrogène

Décarbonation des chaufferies collectives : la plupart des chaudières gaz de 8 à 1 300 kW du groupe BDR Thermea sont compatibles avec l’injection d’hydrogène dans le combustible qu’elles utilisent. Il est fréquent de trouver des réseaux d’hydrogènes disponibles issus de résidus de productions industrielles. Cet hydrogène dit « fatal » peut être facilement brûlé tout en limitant les émissions de CO2.
La maison neuve dans un éco-quartier : la philosophie même d’un éco-quartier est l’absence totale d’émission de gaz à effet de serre tout en garantissant une haute efficacité environnementale. La mutualisation des énergies permettra d’avoir un réseau de gaz hydrogène pour garantir les services de chauffage et d’eau chaude sanitaire et la recharge des moyens de mobilités. La solution technologique la plus adaptée pourrait être l’installation d’une chaudière gaz 100 % hydrogène alimentée par le réseau local. Un système solaire thermique permettra d’améliorer un peu plus l’efficacité énergétique.
Le logement social en rénovation : l’objectif est la création d’une solution non disruptive pour les locataires permettant la conservation du confort et du service d’une chaudière murale à condensation compacte, fiable, économe en énergie tout en générant du chauffage et de l’eau chaude sanitaire de qualité. La solution technologique la plus adaptée serait l’installation d’une chaudière gaz compatible hydrogène alimentée par un électrolyseur intégré dans la chaudière. Un réseau photovoltaïque de trois capteurs alimenterait l’ensemble et une batterie de stockage permettrait le fonctionnement tout au long de la journée.
La maison individuelle en rénovation : la solution technologique la plus adaptée est la mise en place d’une installation hydrogène complète permettant d’avoir une maison sans émissions de carbone tout en produisant son énergie : l’électricité, le chauffage et l’eau chaude sanitaire. L’association d’une chaudière, d’une pile à combustible, d’un électrolyseur avec son stockage alimenté par un champ de capteurs photovoltaïque. Il faudra néanmoins isoler correctement l’enveloppe du bâtiment.
Le logement social neuf : dans le cadre d’un développement durable pour un investissement raisonnable, la solution des gaz vert associé à une énergie renouvelable demeure la solution la plus installée dès lors que le réseau gaz est disponible. La solution thermodynamique peut être envisagée pour les cas hors réseau. La solution technologique la plus adaptée serait l’installation d’une chaudière gaz compatible hydrogène. Un champ de capteurs photovoltaïque en autoconsommation alimenterait le logement. La chaudière pourrait évoluer à terme vers le 100 % hydrogène venant du réseau au travers d’un kit de transformation. Un réseau centralisé de production d’hydrogène peut être imaginé pour optimiser le stockage des productions intermittentes des énergies renouvelables.