Comprendre la technologie de transmission et de stockage de l'hydrogène et apprendre à mettre en œuvre la sécurité et l'efficacité.
Comprendre la technologie de transmission et de stockage de l'hydrogène et apprendre à mettre en œuvre la sécurité et l'efficacité.
Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) exhorte les gouvernements et les entreprises à mettre en œuvre des mesures visant à décarboniser notre économie mondiale. Dans le sixième rapport d'évaluation, les scientifiques affirment clairement que les activités humaines accélèrent le réchauffement de la planète et que les effets seront dévastateurs et irréversibles. Les énergies renouvelables seront un élément clé de la réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES). Cependant, toutes les régions n'ont pas accès à suffisamment de sources d'énergie propre comme le solaire, le vent et l'eau. En outre, plusieurs industries dépendent de sources d'énergie à haute densité énergétique pouvant être stockées en grande quantité au point d'utilisation.
Nous avons besoin de vecteurs énergétiques et de technologies de stockage diversifiés pour combler le fossé entre les sources d'énergie renouvelables et les applications. L'hydrogène est l'une des solutions les plus prometteuses dans ce contexte.
Une fois l'hydrogène produit et traité, il doit être distribué et stocké en toute sécurité. L'hydrogène peut être stocké physiquement sous forme gazeuse ou liquide. Le point d'ébullition de l'hydrogène est de -252,9 °C. En raison de son point d'ébullition cryogénique, l'hydrogène liquide nécessite un refroidissement très faible pour être stocké en toute sécurité ou doit être lié organiquement (par exemple, un transporteur d'hydrogène organique liquide - LOHC). D'autre part, l'hydrogène gazeux stocké à des températures normales nécessite des solutions à haute pression pour le stockage et le transport afin d'atteindre la même densité énergétique que l'hydrogène cryogénique.
On peut distinguer les grands systèmes de stockage et de distribution et les petites infrastructures sur site.
Un avantage important de l'hydrogène est qu'il peut être stocké sans pertes pendant de longues périodes comme le gaz. En outre, une grande partie de l'infrastructure de gaz naturel existante peut être utilisée. Toutefois, l'hydrogène a une faible densité énergétique volumétrique à la pression atmosphérique par rapport à d'autres vecteurs énergétiques comme le gaz naturel ou le pétrole. Cela pose moins de problèmes dans les applications stationnaires, où de grands réservoirs de stockage à basse pression sont acceptables, que dans les applications mobiles, où la taille et le poids des réservoirs sont une préoccupation importante.
Le stockage souterrain de l'hydrogène, par exemple, est une possibilité dans de grandes cavernes construites dans des dômes de sel jusqu'à 1000 mètres de profondeur, à proximité de grands sites de production d'hydrogène et d'électrolyseurs. Des systèmes similaires existent déjà pour le gaz naturel et pourraient servir de modèle pour l'hydrogène.
Comme alternative, il est possible de stocker l'hydrogène en utilisant des hydrures métalliques. Les molécules d'hydrogène sont chimiquement liées à la structure du composé métallique et restent stables et non dangereuses à la pression atmosphérique dans ces systèmes à basse pression.
L'hydrogène gazeux peut être distribué au point d'utilisation soit dans des réservoirs à haute pression, soit par pipeline. Le transport dans des réservoirs à haute pression se heurte aux mêmes difficultés que le stockage dans des récipients à haute pression et peut être facilité par le transport routier, ferroviaire ou maritime. Cela rend cette solution flexible et adaptée pour atteindre n'importe quelle destination sans nécessiter de nouvelles infrastructures.
Le transport de l'hydrogène par gazoducs est une bonne solution si de grandes quantités d'hydrogène doivent être distribuées. Les gazoducs peuvent transporter de grandes quantités d'énergie à un coût inférieur à celui du transport d'électricité sur des lignes électriques aériennes. L'infrastructure existante des gazoducs dans des pays comme l'Allemagne peut être utilisée pour transporter l'hydrogène avec peu d'adaptations.
En théorie, un méthanoduc pourrait transporter presque la même quantité d'énergie que l'hydrogène. Toutefois, cela dépend de l'intégrité des composants du pipeline, comme les raccords et les tuyaux. Il est possible que la fragilisation par l'hydrogène accélère la formation de fissures et réduise ainsi considérablement la durée de vie du pipeline. D'autres facteurs, comme la contrainte dynamique et les fractures existantes, doivent également être pris en compte.
Il est également possible de mélanger l'hydrogène au gaz naturel pour atténuer ces risques et réduire les adaptations nécessaires au pipeline. Toutefois, si la part d'hydrogène dépasse 40 %, des pièces telles que des compresseurs et des turbines devront probablement être remplacées pour faire face au débit volumique plus élevé d'hydrogène.
Le stockage et la distribution d'hydrogène sur site sont réalisables mais nécessitent un concept de sécurité et des tests avant la mise en service. Les défis sont principalement liés aux réservoirs haute pression ainsi qu'à la station-service elle-même. En outre, les entreprises doivent garantir l'intégrité des composants ainsi que la formation des employés à la manipulation sûre de l'hydrogène.
Station de ravitaillement en hydrogène à Hambourg
Les défis les plus courants auxquels les entreprises sont confrontées en matière de transport et de stockage de l'hydrogène concernent les coûts, la sécurité et la disponibilité de personnel qualifié. Toutefois, ces défis peuvent être relevés avec les bons partenaires afin de prendre l'avantage sur les concurrents et d'atténuer les risques. Aujourd'hui, en investissant dans la construction d'infrastructures et de partenariats pour les projets liés à l'hydrogène, les entreprises seront en mesure de profiter de la demande croissante d'énergie propre et de carburants électroniques.
Dans les pays disposant d'une infrastructure gazière existante, l'hydrogène sera probablement distribué par des pipelines. Les applications industrielles dans lesquelles le méthanol et l'ammoniac sont nécessaires comme matières premières constituent des exceptions. Dans ce cas, la production des dérivés directement au point de production de l'hydrogène à faible teneur en carbone est logique, car des densités d'énergie plus élevées peuvent être transportées. Il est possible de distribuer l'hydrogène par camions et navires pour les infrastructures où l'hydrogène doit être stocké pour remplir des réservoirs et des vaisseaux plus petits.
Si l'hydrogène gazeux a été la solution la plus prometteuse pour la plupart de ces scénarios, les avantages et les inconvénients de l'hydrogène liquide font l'objet de nouvelles discussions. Pour les entreprises, il n'est pas facile de s'y retrouver dans l'état actuel du marché de l'hydrogène et de comprendre les meilleures solutions de stockage disponibles. D'autant plus que les technologies de l'hydrogène nécessitent des compétences d'experts pour garantir leur sécurité.
Chez TÜV SÜD, nous pouvons vous offrir une assistance unique pour trouver la configuration de transmission et de stockage adaptée à votre stratégie hydrogène et vous aider à la rendre sûre. Avec nos plus de 500 experts en hydrogène, nous pouvons tester, inspecter et certifier des composants et des projets dans le monde entier. En outre, grâce à des modules de formation à la manipulation sûre de l'hydrogène et des équipements, nous veillons à ce que votre personnel soit qualifié pour mettre en œuvre votre nouvelle stratégie.
L'un des principaux défis à relever sur la voie de l'hydrogène consiste à créer un écosystème qui relie les producteurs d'hydrogène à faible teneur en carbone aux utilisateurs et aux clients. En outre, la transition vers l'hydrogène nécessite de nouveaux équipements techniques et donc de nouvelles procédures et normes de qualification des équipements.
Chez TÜV SÜD, avec nos filiales evety et LBST, nous facilitons la mise en relation des partenaires de la production, du transport et du stockage de l'hydrogène, ainsi que des acheteurs.
Grâce à notre appartenance à des comités internationaux sur l'hydrogène, nous sommes également au courant des dernières réglementations, codes et normes (RCS) et pouvons tester et certifier votre équipement hydrogène en conséquence.
Chez TÜV SÜD, nous combinons des décennies d'expérience en matière d'hydrogène avec un vaste réseau de clients dans les domaines des énergies renouvelables, des pipelines et des infrastructures, de l'industrie de transformation et de la mobilité. Cela nous permet de soutenir vos projets d'hydrogène avec des services adaptés à vos besoins et de garantir la sécurité et l'efficacité des projets complexes.
" Chez TÜV SÜD, nous sommes convaincus que l'hydrogène sera un élément constitutif d'un avenir propre pour tous. Nous nous engageons à assurer la sécurité et la fiabilité des projets d'hydrogène et à soutenir nos clients avec cette nouvelle technologie tout au long de la chaîne de valeur." - Thore Lapp, Business Unit Manager Green Energy & Sustainability chez TÜV SÜD.
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