STAGE - Stagiaire Ingénieur (Modelling and techno-economic analysis)

Le groupe ENGIE considère l’hydrogène comme un vecteur énergétique essentiel à la transition énergétique, qui permet le développement des énergies renouvelables décentralisées et la décarbonisation de nombreux secteurs d’activités émetteurs de CO2. ENGIE, se positionnant comme fournisseur d’hydrogène vert, s’engage à innover et développer ses activités liées à l’hydrogène notamment dans 3 domaines : la mobilité, le « Power-to-X » et les systèmes de production autonome d’énergie. ENGIE Lab CRIGEN est le centre de recherche dédié aux nouveaux gaz et énergies nouvelles. Les travaux de R&D du Lab Hydrogène s’appliquent sur toute la chaine de valeur d’hydrogène, de la production aux usages finaux.

L'ammoniac est un composant chimique  intéressant pour ENGIE (vecteur H2, offtake H2 et stockage d’énergie  renouvelable).  Utilisé dans la production de fertilisants il représente un livrer d’offtake d’hydrogène pour le groupe. Par ailleurs, il entre dans la production de nombreux produits chimiques et est considéré comme un vecteur potentiel d'énergie, grâce à sa capacité à stocker et transporter l'hydrogène. L’intégration d’un électrolyseur fonctionnant avec l’énergie renouvelable pour produire de l'hydrogène et d’un système de synthèse d’ammoniac est désignée par le terme « Power-to-Ammonia » : cette solution constitue une alternative viable pour décarboniser l'industrie de l'ammoniac et fait de cette molécule un vecteur d'énergie propre.

L'évaluation du fonctionnement dynamique et du coût de production des procédés Power-to-Ammonia est un aspect important pour le déploiement futur des technologies liée. A ce titre, l'analyse techno-économique est un outil indispensable pour évaluer la faisabilité économique de ces nouveaux procédés innovants. L'intégration de l'analyse technico-économique dans la planification, la conception et la réalisation d'un procédé industriel permet de s'assurer que le facteur économique est pris en compte dans toute modification ou choix de conception visant à améliorer les performances techniques du procédé.

Le Lab H2 du CRIGEN développe en interne des modèles pour la production d’hydrogène vert et ses molécules dérivées.  Ce stage, se concentrera sur l'étude techno-économique d'un système de synthèse d’ammoniac pour des applications Power-to-Ammonia. L’objectif est développer un modèle dynamique sous Aspen et Matlab pour évaluer les performances du système et le cout de production d’ammoniac associé. Le ou la stagiaire se concentrera sur les aspects techniques et de modélisation, ainsi que sur les aspects économiques, tels que l’estimation du CAPEX et des OPEX nécessaires pour le calcul du LCOA (Levelised Cost Of Ammonia). L'outil ainsi construit accompagnera les choix techniques de dimensionnement et configuration du système et permettra, l’évaluation des impacts économiques de différents choix techniques et économiques.

Les tâches centrales de ce stage sont :

Selon les avancées et les envies exprimées au long du stage, les tâches suivantes pourront être envisagées :

Le stage se déroulera au sein du Lab H2, composé d’une équipe jeune et cosmopolite, lui conférant un environnement dynamique et chaleureux qu’il nous tient à cœur de cultiver. 

• Appui sur des simulations des systèmes Power-to-Ammonia ;
• Analyse d’un (ou plusieurs) cas d’étude(s) liée à différents scenarios, analyse de sensibilité selon différents critères et paramètres tels que la configuration du système, la capacité etc..
• Compréhension du fonctionnement des systèmes Power-to-Ammonia, des composants et des phénomènes mis en jeu ;
• Recherche bibliographique et des méthodes d'estimation des coûts des systèmes ;
• Modélisation d’un système de synthèse d’ammoniac (Aspen Plus/MATLAB) ;
• Réalisation d’un outil interne capable d’estimer le CAPEX, les OPEX et le LCOA (Aspen Plus/Matlab).