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Mémoire
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Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Decarbonizing Western Europe: an optimal Integration of Renewable Fuels and Hydrogen Networks in Transitioning to Net Zero Emissions[BR]- Stage d'insertion professionnelle : ULiège

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Jacquemin, Julien ULiège
Promoteur(s) : Quoilin, Sylvain ULiège
Date de soutenance : 4-sep-2023/5-sep-2023 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/18053
Détails
Titre : Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Decarbonizing Western Europe: an optimal Integration of Renewable Fuels and Hydrogen Networks in Transitioning to Net Zero Emissions[BR]- Stage d'insertion professionnelle : ULiège
Auteur : Jacquemin, Julien ULiège
Date de soutenance  : 4-sep-2023/5-sep-2023
Promoteur(s) : Quoilin, Sylvain ULiège
Membre(s) du jury : Lemort, Vincent ULiège
Cornélusse, Bertrand ULiège
Dewallef, Pierre ULiège
Thiran, Paolo 
Langue : Anglais
Mots-clés : [en] Renewable fuels
[en] Hydrogen network
[en] Europe
[en] Sector-coupling
[en] Energy system
[en] Climate-neutral
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Energie
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil électromécanicien, à finalité spécialisée en énergétique
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Recent developments in the European Union's energy strategy have highlighted the significance of renewable fuels for the sustainability of the continent's energy system. However, their diverse production methods and end-use possibilities, along with untapped cross-sectoral synergies, call for energy modeling to identify optimal pathways for renewable fuel production and utilization. With hydrogen emerging as a foundational energy vector for these fuels, and recognizing the critical role of energy interconnections in Europe, a hydrogen network has the potential to be a powerful tool in a decarbonized energy system. To comprehend the complex mechanisms driving the energy transition, we analyze the potential roles of each renewable fuel and hydrogen interconnections as we increase CO2 emission restrictions. This study encompasses the electricity, buildings, transport, agriculture, and industry sectors across Western Europe, employing an hourly time resolution to fully capture the potential of those fuels within a system with high shares of renewables. The analysis employs the EnergyScope MultiCell model, which enables integrated optimization of the energy system, spanning from resource utilization to the selection of end-use technologies. The findings reveal that while renewable fuels entail a substantial increase in system costs, they prove effective in reducing the final 20% of emissions, using 1990 emission levels as a reference. Furthermore, they empower Western Europe to achieve self-sufficiency, even without negative CO2 technologies. As hydrogen production reaches 3300 TWh, a hydrogen network facilitates the energy transition by reducing its costs by 14.5% (60 b€/year). Despite this, gas infrastructures remain valuable assets, with only 45% of hydrogen interconnections being retrofitted gas pipelines, underscoring their importance for renewable gas exchanges.


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Document(s)

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Description: Master's thesis report
Taille: 8.95 MB
Format: Adobe PDF
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Access Erratum_JulienJ_MT_ESMC.pdf
Description: -
Taille: 8.95 MB
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Annexe(s)

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Access CostVSDecarbonization.pdf
Description: Increase of system cost with decarbonization ratio. Influence of the hydrogen network.
Taille: 223.07 kB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Jacquemin, Julien ULiège Université de Liège > Master ing. civil électro., à fin.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Lemort, Vincent ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Systèmes énergétiques
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Cornélusse, Bertrand ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Smart-Microgrids
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Dewallef, Pierre ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Systèmes de conversion d'énergie pour un dévelop.durable
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Thiran, Paolo
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