Un partenariat recherche une solution de production d'électricité à base d'hydrogène pour les centres de données

Au-delà des défis de conception et techniques, l'un des principaux obstacles à l'adoption de l'hydrogène dans toute application d'équipement réside dans l'incertitude quant à la disponibilité de quantités et de qualité suffisantes de carburant – ainsi que des infrastructures nécessaires à son acheminement – pour répondre aux besoins des clients. Le coût de production de l'hydrogène et le surcoût qui en résulte pour les utilisateurs finaux sont également des facteurs à prendre en compte.

Mesa Solutions prévoit de produire un groupe électrogène entièrement alimenté à l'hydrogène, similaire à ses modèles au gaz naturel. (Photo : Mesa Solutions)

Mesa Solutions, un fournisseur de production d'électricité sur site basé à Loveland, dans le Colorado, et Modern Hydrogen, un fournisseur de gestion distribuée de l'hydrogène et du carbone basé à Bothell, dans l'État de Washington, unissent leurs forces dans le but de surmonter ces obstacles sur certains marchés.

Lors du salon PowerGen International 2025 à Dallas, au Texas, les deux entreprises ont signé un protocole d'accord officialisant un partenariat visant à développer une nouvelle offre de production d'électricité pour les centres de données. Ce partenariat combinera l'expertise de Mesa en matière de groupes électrogènes multimégawatts à la technologie décentralisée de Modern Hydrogen pour la conversion du gaz naturel en hydrogène.

Énergie alimentée à l'hydrogène

Largement connu dans l'industrie pétrolière et gazière pour ses groupes électrogènes au gaz naturel, Mesa a présenté lors du salon PowerGen de l'année dernière une nouvelle gamme de moteurs à gaz , développés à partir de blocs moteurs fournis par Hyundai Infracore (HDI). À côté de ces modèles se trouvait une maquette d'un moteur alternatif à combustion interne développé par HDI pour fonctionner à 100 % à l'hydrogène.

En 2025, la version fonctionnelle du moteur à hydrogène est exposée sur le stand Mesa. Mesa l'a présenté lors de l'événement pour annoncer son projet de production d'un groupe électrogène entièrement alimenté à l'hydrogène.

Mesa a présenté ce moteur à hydrogène HDI hors service au salon PowerGen 2024. Un modèle fonctionnel était également disponible au salon PowerGen 2025. (Photo : Becky Schultz)

« Au cours des deux prochaines années, nous prévoyons de transformer ce moteur en un générateur théoriquement similaire aux autres générateurs que nous fabriquons et qui fonctionnent uniquement au gaz naturel », a déclaré Tom Poteet, vice-président du développement de l'entreprise chez Mesa Industrial. « Il s'agirait d'un moteur à combustion interne sans carbone. »

L'approvisionnement en hydrogène propre de ce groupe électrogène sera une solution sur site que Modern Hydrogen développe et qui utilise des technologies de pyrolyse (température extrêmement élevée sans présence d'oxygène) pour convertir le gaz naturel en hydrogène et en solides de carbone commercialement utiles.

« Ce qui nous intéresse, c'est que tout le carbone soit éliminé et que cela produise de l'hydrogène pur », explique Poteet. « Ils sont encore en phase de développement. Ils ont déjà quelques prototypes, mais la commercialisation ne sera probablement pas disponible avant deux ans. »

Au cours des deux prochaines années, les partenaires développeront individuellement leurs solutions tout en étudiant ensemble comment optimiser l'association du groupe électrogène à hydrogène de Mesa et du système de production d'hydrogène sur site de Modern Hydrogen pour répondre aux besoins des clients. La cible initiale sera les centres de données de petite taille, dont beaucoup sont dédiés à l'informatique de pointe.

« La plupart de ces centres de données périphériques se situent probablement dans la fourchette de 5 à 10 MW. C'est ce que nous comptons explorer en collaboration avec Modern Hydrogen au cours des deux prochaines années », a déclaré Poteet. « En collaboration, nous allons essayer d'étoffer ce marché des centres de données afin de valider le marché du produit. »

Une situation gagnant-gagnant-gagnant

« Les besoins énergétiques des centres de données explosent », a poursuivi Poteet. « Cela va nécessiter beaucoup d'énergie. Nous étudions plusieurs propositions visant à déployer nos générateurs au gaz naturel de plusieurs centaines de mégawatts… Notre unité de base, en mode veille, a une puissance d'environ 500 kW. Donc, pour une charge de 100 MW, cela représente environ 200 de nos générateurs en service. »

Alimenter un micro-réseau comme celui-ci nécessite de pouvoir brancher les générateurs directement sur le réseau de gaz naturel. C'est pourquoi Mesa a recherché une solution similaire pour un groupe électrogène à hydrogène, mais initialement à plus petite échelle.

Outre l'hydrogène, le procédé de pyrolyse de Modern Hydrogen extrait des solides carbonés commercialement utiles. (Photo : Modern Hydrogen)

« Mesa est un leader dans l'écosystème de la production d'électricité grâce à la détermination avec laquelle elle a su bâtir une entreprise répondant aux exigences du secteur de l'énergie en matière de service de très haute qualité », a commenté Mothusi Pahl, vice-président du développement commercial et des affaires gouvernementales chez Modern Hydrogen. « Elle a véritablement établi la norme en matière de fourniture de solutions énergétiques clés en main, sur mesure, concrètes et centrées sur le client. »

Il y a six ou huit mois, Mesa m'a contacté pour me dire : "Nous aimerions vraiment pouvoir nous connecter à Modern et à un raccordement au gaz naturel pour alimenter l'unité de Mesa en combustible. Cela signifie que Mesa peut continuer à fournir une électricité fiable et répartissable, désormais à très faible émission de CO2, grâce à une solution intégrée."

La collaboration qui en résulte vise à fournir une telle solution, destinée à ceux qui sont prêts à payer un supplément pour une électricité sans carbone.

« Les plus grands noms de l'écosystème des centres de données sont très sensibles aux prix, mais ils souhaitent également proposer à leurs clients une solution de calcul à plus faible émission de CO2 », a déclaré Pahl. « En éliminant le carbone du gaz naturel avant qu'il n'entre dans le générateur, cela crée une opportunité unique pour les fournisseurs de services de production d'électricité, les utilisateurs de centres de données et de processus, et, en amont, les fabricants de matériel OEM qui sont à l'origine de la production d'électricité. »

« Tout au long de cette chaîne de valeur, nous considérons la pyrolyse décentralisée du gaz naturel comme un moyen fiable et distribuable d'exploiter les actifs et les infrastructures existants, et d'assurer la sécurité énergétique nationale des centres de données de nouvelle génération », a-t-il poursuivi. « C'est précisément la proposition de notre partenariat stratégique avec Mesa. Cela offre à Mesa une voie unique pour obtenir les molécules propres dont elle a besoin pour fournir l'énergie propre souhaitée par ses clients. »

Livraison de carburant propre

Poteet a acquiescé. « Si nous construisons ce générateur fonctionnant uniquement à l'hydrogène, cela nous donne une base solide pour planifier et nous savons qu'il y aura une source d'hydrogène sur place qui pourrait être utilisée là où l'électricité est nécessaire. »

En résumé, Pahl a déclaré : « Notre activité consiste à fournir du carburant propre pour la production d'électricité. Si nous pouvons préconfigurer cela et l'intégrer à une entreprise comme Mesa, cela signifie qu'il est beaucoup plus facile pour les centres de données du monde entier d'atteindre la puissance de calcul à faible émission de CO2 souhaitée sans avoir à se demander : "Où puis-je me procurer le carburant ? Quelles sont ses spécifications ? Ou est-ce que le carburant s'intègre réellement au matériel OEM ?" Au contraire, nous pouvons fournir une solution combinée dont tout le monde peut bénéficier. »

Une version moderne de la production H2

Fondée il y a une dizaine d'années, Modern Hydrogen a été initialement conçue autour de la conversion de la chaleur en électricité à l'aide d'une technologie à l'état solide.

Système d'hydrogène moderne au Centre de ressources naturelles du Nord-Ouest, Portland, Oregon. (Photo : Modern Hydrogen)

« Il y a environ trois ans, nous avons commencé à intensifier nos activités de production d'hydrogène sur site et de pyrolyse décentralisée du gaz naturel », a déclaré Mothusi Pahl de Modern Hydrogen. « Nous avons opéré un changement radical, passant de la gestion simultanée des deux activités à une concentration sur la pyrolyse décentralisée du gaz naturel au cours des trois dernières années seulement. »

Aujourd'hui, l'entreprise « a pour mission de produire une énergie plus propre et moins chère », et ce, en éliminant le carbone du gaz naturel pour les activités commerciales et industrielles, a déclaré Pahl. Sa clientèle comprend de grandes entreprises telles que des fabricants, des compagnies de gaz et d'autres grands consommateurs d'énergie, comme les centres de données.

Les systèmes de Modern utilisent une chaleur élevée pour craquer le gaz naturel en hydrogène et en carbone solide avant la combustion. « La pyrolyse du gaz naturel consiste simplement à craquer la molécule de gaz naturel en ses éléments constitutifs : l’hydrogène et le carbone », explique Pahl. « La pyrolyse n’est pas nouvelle ; c’est simplement l’idée de craquer le gaz en ces molécules. »

La pile technologique est essentiellement une « boîte » qui se trouve le long d’un gazoduc et qui extrait le gaz directement du tuyau pour produire de l’hydrogène sur place ou à proximité du point d’utilisation.

« L'approche moderne de la pyrolyse, selon nous, est décentralisée. Elle n'est donc pas conçue pour être déployée à grande échelle, dans un lieu centralisé où l'hydrogène serait ensuite transporté par camion sur des centaines de kilomètres jusqu'au lieu de consommation », explique Pahl. « Nous utilisons plutôt l'infrastructure de gaz naturel existante pour acheminer le gaz naturel jusqu'au lieu de consommation, puis nous le craquons juste avant que vous en ayez besoin. »

Outre l'hydrogène, le procédé extrait des solides carbonés commercialement utiles, qui peuvent être utilisés comme matière première dans les matériaux de pavage et autres produits. Il peut également servir d'additif améliorant les performances des liants bitumineux.

L'approche de Modern Hydrogen consiste à produire de l'hydrogène au point d'utilisation. (Photo : Modern Hydrogen)

« En mélangeant des additifs de carbone Modern à l'asphalte, celui-ci offre de meilleures performances à haute température sans dégradation des performances à basse température. On obtient ainsi une route plus résistante, nécessitant moins d'entretien et de maintenance, et ce, à moindre coût », a déclaré Pahl.

« Cette idée de coproduits issus du gaz naturel est au cœur de notre travail », a-t-il ajouté, « et la moitié de notre activité se situe dans le secteur du pavage d'asphalte. »

Note de l'éditeur : cet article est paru pour la première fois dans le numéro d'avril 2025 de Power Progress.