Hydrogène

Hydrogène

Photo by Eliška Motisová on Unsplash

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Cette page présente un panorama des enjeux liés à l’hydrogène et certaines des références associées de VOLTIGITAL sur ces sujets.

Sommaire

Enjeux de l’hydrogène

Au carrefour entre énergie, chimie et mobilité, le dihydrogène (H2, abrévié en hydrogène) constitue un vecteur énergétique majeur pour contribuer aux objectifs de décarbonation de notre civilisation.

En 2020, l’hydrogène (produit par électrolyse à partir d’énergie renouvelable bon marché) constitue une véritable révolution énergétique et une opportunité pour la lutte contre les changements climatiques.

Toutefois, l’hydrogène n’est pas nécessairement la réponse à toutes les questions et les usages mal-appropriés peuvent exister. En matière d’enjeux, on s’intéressera notamment :

  • au coût distribué (et pas uniquement au coût de production);
  • au contenu carbone;
  • à la consommation d’énergie primaire;
  • à la maturité technologique des moyens de production/distribution/stockage;
  • aux pollutions évitées (et notamment dans le cadre de la mobilité et de l’utilisation de piles à combustible);

L’hydrogène a connu un essor important en 2020, essor accentué à la faveur des plans de relance de l’économie post COVID, et dans la perspective de réindustrialiser les territoires et de mieux maîtriser son autonomie énergétique.

Production d’hydrogène

Il existe de nombreuses filières de production d’hydrogène.

>> Dans le cadre d’une mission Client (2019/2020), VOLTIGITAL a eu l’opportunité d’étudier plus de 30 voies de production d’hydrogène carbonées ou décarbonées.

Le paysage historique de la production d’hydrogène

On attribue l’invention du premier électrolyseur à Nicholson et Carlisle à Londres en 1800, suite au travaux de Alessandro VOLTA : Il ne s’agit pas à proprement parler d’une technologie récente (Pour la curiosité, on peut lire une description historique sur ce lien)

Plus proche de nous, en 2018, la production d’hydrogène en France (comme dans le monde) est essentiellement d’origine fossile et pour des applications industrielles.

Les filières matures du nouvel hydrogène : l’électrolyse alcaline et PEM

Ces filières sont matures et assez bien connues du grand public, mais la maîtrise des équilibres économiques est souvent mal perçue.

electrolyseurs PEM falkenhagen uniper
Exemple de 6 électrolyseurs PEM Hydrogenics en containeur, source Uniper, projet P2G de FalkenHagen (2MW, 360 Nm3/h)

Plus d’info sur notre présentation des électrolyseurs PEM et Alcalins

Les filières émergentes

Même si nous savons produire de l’hydrogène avec un taux de CO2 très faibles, le prix demeure une difficulté de 5 à 15€/kg H2 pour un hydrogène bas carbone / renouvelable (il y a une distinction), que celui-ci vienne d’une énergie propre ou en intégrant la capture du CO2. Si certaines projections visent 3.5€/kg H2 (non livré) pour de l’hydrogène renouvelable en France, on est encore loin de décarboner de manière massive l’industry en Europe (sans parler de l’Asie ou d’autres continents), ou du moins dans un temps raisonnable.

Pour décarboner massivement, nous avons besoin d’un hydrogène massif, propre et bon marché (bon marché 1€/kgH2). Aujourd’hui, ceci ne semble pas atteignable à court terme, mais il y a des possibilités.

>> Découvrez notre article (publié initialement sur Linkedin en 2020) présentant 3 possibles ‘game changers’ pour la production d’hydrogène décarboné.

Stockage, distribution, transport

Stockage de l’hydrogène

Distribution

Transport

>> Dans le cadre d’une mission Client (2019), VOLTIGITAL a étudié les modalités de transport de l’hydrogène par voie liquéfiée, par LHOC ou par voie ammoniaque

Utilisation et Usages de l’Hydrogène

Utilisation de l’Hydrogène en industrie

Usages en Mobilité

>> En 2020, VOLTIGITAL a accompagné un acteur industriel (filiale de grand groupe) pour l’obtention de financement dans le cadre du développement d’un véhicule à hydrogène innovant.

E-fuel et E-chemicals

>> En 2019/2020, VOLTIGITAL a réalisé plusieurs études de cas pour la méthanation par voie biologique :
méthanisation + méthanation pour une unité de 150Nm3/h de biométhane).
– unité de power to methane (20MW).

>> En 2020, VOLTIGITAL coordonne un groupement d’experts pour appuyer un acteur industriel dans l’évaluation de projets et d’études portant sur le power-to-methane.