Émissions de carbone nulles en raison d'une pénétration ultra-élevée des énergies renouvelables dans une île interconnectée

Les îles européennes sont à la pointe de l'innovation en matière d'énergie renouvelable. Pourtant, la nature intermittente des sources telles que le solaire et l'éolien pose des défis tels que la saturation du réseau et les variations de fréquence. La connexion limitée avec les réseaux continentaux aggrave ces problèmes, nécessitant un soutien des sources d'énergie conventionnelles pendant les périodes de faible production. Jusqu'en 2021, la Crète fonctionnait de manière indépendante, mais de nouvelles infrastructures l'intègrent désormais au réseau électrique du continent grec, facilitant les transferts d'énergie rapides. Cette intégration permet de transmettre l'excès d'énergie des systèmes solaires et éoliens de la Crète vers le continent et vice versa. Cependant, la dépendance à la production d'énergie à distance expose l'île aux fluctuations du marché et à des perturbations éloignées, impactant la production d'électricité. Les technologies de stockage offrent une solution, améliorant la pénétration des énergies renouvelables tout en réduisant les émissions de carbone. L'hydrogène vert, une méthode de stockage émergente, montre un potentiel pour compenser les émissions de carbone. Sa nature propre lors de la combustion minimise l'impact environnemental et réduit la dépendance à des sources conventionnelles coûteuses et nuisibles. Cette étude vise à évaluer la faisabilité d'atteindre une production d'électricité carbonneutre en Crète, en Grèce, en utilisant le stockage d'hydrogène pour compenser les émissions de carbone annuelles de manière économiquement viable et durable. Les propriétés de combustion propre de l'hydrogène réduisent l'impact environnemental et diminuent la dépendance à des sources conventionnelles coûteuses et nuisibles pour l'environnement. La méthodologie priorise l'indépendance du système électrique crétois, utilisant l'électrolyse pour produire de l'hydrogène vert et des piles à hydrogène à membrane échangeuse de protons (PEM) pour la génération d'énergie. Elle examine l'expansion optimale des systèmes d'énergie renouvelable, y compris les parcs photovoltaïques (PV) et éoliens (WT), en parallèle avec l'installation de stockage d'hydrogène, sous des hypothèses spécifiques. Cette installation proposée vise à atteindre à la fois l'indépendance de l'île et la rentabilité, nécessitant une expansion supplémentaire de la capacité PV de 2,13 GW, de la capacité WT de 3,55 GW, et d'un système d'hydrogène avec des capacités d'électrolyseur et de pile à hydrogène totalisant 278,83 MW chacune, ainsi qu'une capacité de réservoir d'hydrogène de 69,20 MWh. L'investissement nécessite une dépense en capital (CAPEX) de 6 516 043 003,31 EUR pour une valeur actuelle nette (NPV) presque nulle sur 20 ans. Cependant, la neutralité carbone ne peut être atteinte par cette solution optimale seule, car se fier uniquement à la séquestration du carbone provenant des oliveraies, la culture principale cultivée sur l'île, est insuffisant en tant que méthode de puits de carbone. Les émissions nettes annuelles de carbone provenant de la production d'électricité, des transports insulaires, du chauffage résidentiel et de la séquestration du carbone sont estimées à 94 772,22 tCO2.