Production d'hydrogène à faible teneur en carbone

Alors que le monde cherche des moyens de limiter le réchauffement de la planète et de réduire la dépendance aux combustibles fossiles, l'hydrogène est une possibilité prometteuse. Il existe plusieurs façons de produire de l'hydrogène à faible teneur en carbone, qui peut être distribué au point d'application sous forme liquide ou gazeuse. Toutefois, il est impératif de noter que l'hydrogène n'est pas une source d'énergie mais un vecteur énergétique. Par conséquent, une condition préalable à la réduction des émissions de carbone à l'aide de l'hydrogène est une production d'hydrogène à faible émission de carbone ou à émission nulle.

Production d'hydrogène - hydrogène vert, bleu, gris, et au-delà

Les différentes façons de produire de l'hydrogène sont généralement appelées hydrogène vert, bleu et gris (parfois aussi turquoise, jaune et rose).

Hydrogène vert - énergies renouvelables et émissions zéro

L'hydrogène vert est produit par électrolyse en divisant les molécules d'eau en éléments individuels. Au cours de ce processus, seuls de l'hydrogène et de l'oxygène sont produits. L'oxygène peut être libéré en toute sécurité dans l'atmosphère en tant que sous-produit. L'électrolyse nécessite de l'énergie électrique générée par des énergies renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire dans le cas de l'hydrogène vert. Outre l'électrolyse, l'hydrogène vert peut également être produit par reformage à la vapeur du biométhane et par pyrolyse des matières premières biogènes. L'hydrogène vert est le moyen le plus propre de produire de l'hydrogène avec les émissions de CO2 les plus faibles possibles (proches de zéro).

Hydrogène bleu - reformage à la vapeur et captage et stockage du carbone

L'hydrogène bleu est produit en divisant le gaz naturel en hydrogène et en CO2, par exemple par reformage du méthane à la vapeur (SMR). Le CO2 n'est pas rejeté dans l'atmosphère mais capturé au cours du processus et stocké. Ce processus de capture et de stockage du carbone (CCS) atténue l'impact environnemental.

L'hydrogène gris - produit à partir de combustibles fossiles

L'hydrogène gris est produit de manière similaire à l'hydrogène bleu à partir de combustibles fossiles comme le charbon ou le gaz naturel. Cependant, des émissions de carbone sont libérées dans l'atmosphère, ce qui rend cette technologie moins sûre pour l'environnement.

Autres moyens de produire de l'hydrogène - turquoise, jaune et rose

Il existe d'autres moyens de produire de l'hydrogène, dont certains méritent d'être mentionnés..

• L'hydrogène turquoise est créé par la pyrolyse du méthane qui est séparé en carbone solide et en hydrogène dans un réacteur. Ce processus ne produit pas de CO2 gazeux en tant que sous-produit, et si des énergies renouvelables alimentent le réacteur, il est considéré comme neutre en termes d'émissions de CO2.
• L'hydrogène jaune est produit de manière similaire à l'hydrogène vert, avec une énergie obtenue uniquement par l'énergie solaire.
• L'hydrogène rose est également produit par électrolyse, l'énergie provenant de l'énergie nucléaire.

Défis et opportunités pour la production d'hydrogène à faible teneur en carbone

Le marché de l'hydrogène n'en est encore qu'à ses débuts, mais il prend de l'ampleur au fur et à mesure que les cadres gouvernementaux et économiques se mettent en place. Les industries lourdes, comme l'acier et le verre, subissent des pressions pour se décarboniser et n'ont pas beaucoup d'autres solutions que de passer des combustibles fossiles à des solutions de production d'énergie comme l'hydrogène.

L'hydrogène vert et à faible teneur en carbone est l'objectif

Les deux prochaines années seront décisives pour la lutte contre le changement climatique. Passer à l'hydrogène vert et à faible teneur en carbone est l'objectif à atteindre pour décarboniser de nombreux secteurs comme le transport lourd et l'industrie. En cours de route, nous serons confrontés à des défis similaires à ceux que nous avons connus dans le secteur de l'e-mobilité. Nous avons besoin de l'infrastructure nécessaire pour produire et fournir suffisamment d'hydrogène et, parallèlement, nous avons besoin que la demande de ce vecteur énergétique augmente.

Dans cette phase, l'hydrogène gris et l'hydrogène bleu joueront un rôle essentiel pour gérer la transition vers l'hydrogène sans pénurie et sans attendre que les centrales d'énergie renouvelable soient construites en premier.

L'efficacité économique de l'hydrogène est la clé du succès

Plusieurs facteurs influencent l'efficacité économique de l'hydrogène à faible teneur en carbone ; certains des plus importants sont les suivants :

• Coût du vecteur énergétique primaire (par exemple, l'électricité issue des énergies renouvelables, le gaz naturel)
• Coût de l'infrastructure
• Coût des composants
• Coût de l'exploitation

Les deux premiers, à savoir les coûts de l'énergie et de l'infrastructure de l'hydrogène, dépendent des décideurs politiques, car des prix plus élevés pour les émissions de CO2 et des subventions pour les solutions power-to-X peuvent améliorer considérablement la compétitivité de l'hydrogène. De nombreux gouvernements d'Europe, d'Asie et d'Amérique du Nord ont mis en place des stratégies pour soutenir l'hydrogène (pour en savoir plus, consultez le rapport WEC de LBST ici). Il est donc probable que la production d'hydrogène devienne beaucoup plus efficace sur le plan économique au cours des prochaines années et que la disponibilité de l'hydrogène vert s'améliore.

Les coûts des composants et de l'exploitation de la production d'hydrogène diminueront avec l'augmentation de la demande. Par conséquent, les entreprises qui investissent tôt dans ce domaine bénéficieront d'un marché mondial en pleine croissance. Cependant, les réglementations, codes et normes (RCS) manquants créent encore de l'incertitude. TÜV SÜD peut atténuer les risques pour ses clients grâce à un vaste portefeuille de services qui garantit la sécurité et la conformité sur ce marché complexe. En étant membre de comités et d'organisations RCS, nous pouvons également aider nos clients à être informés très tôt des changements RCS à venir.

Producteurs et utilisateurs d'hydrogène - différences régionales

Le potentiel de l'hydrogène varie selon les régions. Les pays industrialisés, comme l'Allemagne, le Japon et les Pays-Bas, importeront de l'hydrogène d'autres pays présentant des facteurs environnementaux favorables à la production d'énergie renouvelable.

Des pays comme l'Espagne, l'Australie et le Chili, qui disposent de beaucoup d'énergie éolienne et solaire, pourront produire de grandes quantités d'hydrogène vert et exporter leurs surcapacités.

Parallèlement, de petits projets régionaux voient le jour à l'échelle nationale. Par exemple, en Allemagne, il existe plusieurs clusters hydrogène avec des projets d'électrolyseurs plus petits. En outre, les villes ayant accès aux énergies renouvelables construisent leur propre infrastructure pour décarboniser des secteurs comme les transports publics et attirer les entreprises qui ont besoin d'accéder à l'hydrogène vert.

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"Le changement climatique n'est pas une tâche insoluble. Grâce à l'innovation et aux nouvelles idées, nous pouvons créer un avenir vert pour tous. L'hydrogène sera un élément central de cet avenir. Chez TÜV SÜD, nous nous associons aux clients du monde entier pour faire de cet avenir une réalité sûre. " - Reiner Block, PDG de la division Industry Service de TÜV SÜD

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