Décarboner l’hydrogène
Mais l’hydrogène est-il vraiment vertueux ? L’impact environnemental de ses procédés de production varie énormément. Cela a donné lieu à un système informel et déconcertant de classification par code couleur. Aujourd’hui, la grande majorité de l’hydrogène est issu du reformage du méthane à la vapeur, avec 10 kg de CO2 émis pour chaque kilogramme de H2. Ce type de production est responsable de 2 à 3 % des émissions mondiales de CO2, au même titre que le transport aérien !
Il est également possible de produire de l’hydrogène par électrolyse. Ce procédé, qui sépare les molécules d’eau en oxygène et en hydrogène, est gourmand en énergie : 50 à 60 kWh permettent de produire 1 kg d’hydrogène. Mais lorsque les électrolyseurs sont reliés à des sources d’énergie renouvelables, il est possible d’obtenir de l’hydrogène bas carbone.
Cependant, sa faible densité à température ambiante signifie qu’il doit être comprimé à des pressions élevées – jusqu’à 700 bars – ou liquéfié en le refroidissant à très basse température – -253°C (20K) – pour pouvoir le transporter et le stocker dans des volumes acceptables.
Par ailleurs, l’emprunte carbone de l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau dépend du mix énergétique de la source d’électricité. Dans certains pays où les centrales électriques au charbon sont nombreuses, la production d’hydrogène par électrolyse pourrait s’avérer plus émettrice en CO2 que le vaporéformage.
Des défis et de la pression
De nouvelles applications de l’hydrogène émergent dans les domaines de l’énergie et de la mobilité bas-carbone. Mais pour qu’elles voient réellement le jour, de grands changements doivent être opérés sur l’ensemble du cycle de vie.
Cela commence par la production. Pour que l’hydrogène contribue véritablement à un monde sans émissions nettes, l’énergie utilisée pour l’électrolyse doit provenir de sources renouvelables telles que des parcs éoliens et solaires terrestres ou offshore, que Nexans relie déjà. Cela aura un impact direct sur le prix de l’hydrogène, qui dépendra alors des coûts de l’électricité et des investissements dans les fermes de renouvelables et les électrolyseurs.
Une fois produit, l’hydrogène doit encore atteindre l’utilisateur final, et le choix des bonnes solutions de stockage et de transport pourraient faire la différence entre le succès et l’échec. Un seul kilogramme d’hydrogène occupe 12m³ à la pression atmosphérique, et de très hautes pressions (jusqu’à 700 bars) sont nécessaires pour ramener ce volume à des niveaux acceptables.
La solution ? Liquéfier l’hydrogène. L’hydrogène liquéfié est historiquement employé dans les industries de technologie de pointe telle que l’aérospatiale depuis des décennies, et de nouvelles applications de l’hydrogène liquéfié (LH2) apparaissent, comme par exemple :
- Transport maritime d’énergie entre les lieux de production et de consommation. Le projet Hystra – qui consiste à produire de l’hydrogène en Australie et à l’expédier par cargo au Japon – a été une première mondiale, rendue possible grâce aux lignes de transfert cryogéniques haute flexibilité de Nexans. Plusieurs projets visant à déployer les infrastructures de transport maritime du LH2 démarrent actuellement dans les principaux ports maritimes afin de préparer le futur commerce mondial du LH2.
- Aéronautique. Airbus a pour objectif de faire voler le premier avion commercial alimenté en LH2 en 2035. Cela impliquera une refonte radicale des infrastructures aéroportuaires pour fournir de l’hydrogène, de l’électricité et des carburants d’aviation durables, dans des lieux où la sécurité et l’espace au sol constituent des enjeux majeurs.
L’innovation à chaque étape
Nexans propose des technologies et solutions commerciales innovantes tout au long de la chaîne de valeur de l’hydrogène.
- Du côté de la production, nous fournissons des solutions pour optimiser les dépenses d’exploitation et d’investissement liées à la production d’énergie renouvelable. Appliqué aux unités d’électrolyse, notre savoir-faire unique en matière de conception de réseaux électriques pourrait contribuer à l’optimisation des installations de production d’hydrogène.
- Du côté du stockage et de la distribution, Nexans est depuis longtemps un pionnier des infrastructures d’approvisionnement en fluides cryogéniques. Nos lignes de transfert flexibles et isolées sous vide offrent des solutions faciles à installer, sûres et fiables pour le transfert de réservoir à réservoir du LH2. Notre installation “plug-and-play” est aussi simple que la pose d’un câble électrique et surpasse les systèmes rigides conventionnels en termes de rapidité de mise en œuvre. Nous avons récemment équipé les premiers systèmes de chargement au monde pour le transfert de LH2 de navire à terre à Kobe, au Japon, avec des lignes de transfert cryogéniques de grande longueur et de haute flexibilité, capables d’assurer des débits élevés, de nombreux cycles de flexion et une évaporation minimale.
