De l’hydrogène bientôt fabriqué "sobrement" à partir des déchets de bois ?
L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers. Mais pas sur notre Terre. Pour l’exploiter, l’humanité le sépare aujourd’hui principalement de l’eau ou des hydrocarbures. Pourtant, l’hydrogène est aussi présent dans une grande variété de matériaux, comme le bois. Une équipe de chercheurs autrichiens vient d’élaborer une technique pour l’extraire sobrement de cette ressource.
L’hydrogène ne se fabrique pas. Il faut donc l’extraire des éléments qui en contiennent pour s’en procurer. De nos jours, la précieuse molécule est principalement obtenue à partir d’hydrocarbures comme le gaz naturel. Elle est aussi extraite par électrolyse de l’eau, la seule méthode renouvelable actuellement industrialisée à grande échelle. Un procédé cependant gourmand en électricité et dont le rendement est assez médiocre.
En parallèle, d’autres alternatives sont en cours de développement. L’hydrogène est en effet présent dans une multitude de matières, comme le bois et plus généralement la biomasse. Ces dernières années, les processus de conversion par gazéification de la biomasse, aussi bien d’origine végétale qu’animale, sont devenus des solutions intéressantes pour la production d’hydrogène renouvelable. A Strasbourg, l’entreprise française Haffner Energy construit même la première unité commerciale de production d’hydrogène à partir de la biomasse. Toutefois, l’inconvénient des procédés classiques de thermolyse utilisés pour cette conversion est qu’ils nécessitent un processus de purification complexe et très énergivore.
À Graz (Autriche), une équipe de l’institut Bioenergy and Sustainable Technologies (BEST) est parvenue à extraire l’hydrogène de cette ressource avec un faible apport énergétique. Les chercheurs ont élaboré un réacteur expérimental baptisé « ROMEO » (Reactor optimization by membrane enhanced operation), capable de produire « sobrement » de l’hydrogène à partir de déchets de bois.
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L’appareil gazéifie la biomasse avant de la faire réagir à travers un catalyseur spécifiquement conçu. Un procédé qui génère séparément de l’hydrogène et du dioxyde de carbone. Sa particularité est de fonctionner avec de faibles apports en énergie et en ressources. La conversion démarre ainsi à 120 °C au lieu de 500 °C dans un réacteur conventionnel. Cela est possible grâce à un catalyseur spécial, doté de nouvelles membranes de séparation qui permettent des taux de conversion élevés. Selon le BEST, le réacteur pilote consomme 15 % d’énergie en moins et réduit de 40 % ses émissions. L’institut annonce poursuivre ses recherches avant d’envisager une industrialisation.
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Commentaires
"L’hydrogène ne se fabrique pas. Il faut donc l’extraire des éléments qui en contiennent pour s’en procurer"
Très bonne remarque qui montre bien toute la complexité de la production de cette molécule aux avantages multiples.
La production d'hydrogène vert par électrolyse a le vent en poupe depuis 1 an quand on observe les actualités, et les réussites d'utilisation de l'Hydrogène dans les voitures et les bateaux ne manquent pas d'être mis en tête d'affiche. Sauf que tout fonctionne à partir d'hydrogène gris venant des raffineries pétrolières...
Notre concept du NCCSU résout les problèmes majeur de la production, entre autres, d'Hydrogène "vert" à partir de biomasse. En effet, il faut savoir que la biomasse végétale, et plus particulièrement la biomasse "non-alimentaire" (bois, paille, herbacée) est composé à 50% de cellulose, 25% d'hémicelluloses et 25% de lignine environ.
La fabrication de l'hydrogène à partir de la gazéification "industrielle" de la biomasse génère un mélange gazeux complexe et très coûteux à traiter en raison de la production, entre autres, d'oxyde d'azote (NOx) et d'oxyde de soufre (SOx) et diminue la rentabilité de la production d'Hydrogène. Ces sources de pollution proviennent de la lignine et des hémicelluloses, mais pas de la cellulose.
En séparant proprement la cellulose des hemicelluloses et de la lignine sans les dégrader, il est possible alors de produire de l'Hydrogène vert à partir de la gazéification de la cellulose seulement, sans traitement de polluants NOx et SOx puisqu'inexistant, tout en valorisant la lignine et les hemicelluloses en produit commercial.
Nous nous retrouvons donc avec de l'Hydrogène vert, du CO2 vert, de la lignine et des hemicelluloses. Toute la biomasse de départ est valorisée sans perte de matière en fin de parcours.
Ce concept que nous proposons est tout à fait logique dans son cheminement et il est mené à être développé prochainement avec un partenariat privée/public
je suis un pur néophyte sur le sujet et ma question sera peut etre naïve mais, il est évoqué dans l'article que la reaction utilisant la biomasse genere de l'hydrogène certes mais aussi du CO2, de fait quel est l'intérêt ? vu que l'on cherche justement a disposer d'un energie non emetrice de CO2.
ou bien ce Co2 serait de toute facon émis puis recapté par les plantes ou arbres ensuite par photosynthèse ?
Bonjour,
Je trouve que l'article est bien écrit mais mal renseigné... Un projet est en cours de réalisation en Normandie (Caen) pour la fabrication d'Hydrogène à partir de Biomasse. Les pré-étude sont déja lancées, la faisabilité est en cours et le projet devrais voir le jour l'année prochaine.
A bon entendeur !
Pour les voitures, pourquoi utiliser l'hydrogène si ça consomme plus d'électricité pour le produire et s'en servir ? Autant mettre cette électricité à disposition des voitures.
Ps : c'est une vrai question du néophyte que je suis.
En réalité les usines d electrolyse prendront de l'électricité mise sur le réseau par les centrales nucléaires ou thermiques et achèteront parallèlement des certificats d'origine verte. Il suffira de ne pas dire aux consommateurs lambda que l'électricité verte est vendue deux fois.
Votre question est tout-à-fait pertinente. La réponse est : en effet, ça n'a pas de sens ... sauf pour les multinationales du pétrole pour qui les voitures électriques constituent une menace terrible pour leur business et qui espèrent avec l'hydrogène pouvoir perpétuer ce business à travers leurs complexes industriels, et leurs réseaux de transport et de distribution.
Lors de la première crise du pétrole, il y a ~50 ans, la page de couverture d'un journal grand public montait des faces grimaçantes d’Émirs, en vis à vis de celle réjouie d'un Français inconnu , avec en dessous la légende "Grâce à son moteur à eau, ce Français va ruiner les rois du pétrole". Une quinzaine d'années plus tôt un caricaturiste avait produit une image d'un Français "typique" : petit, rondouillard, avec bérêt basque mais tenant fièrement un petit papier de "certificat d'études primaires", avec en dessous la légende : "Nous, le peuple le plus intelligent de la terre!".
La voiture électrique ( " menace terrible") serait-elle un avatar de ce rappel ? en tout cas, on peut justement convenir que ce n'est pas la panacée : voir l'article paru le 28 mai dans l'hebdomadaire " Marianne".
La voiture à Hydrogène, -la forme qui est actuellement mise en avant-, reste toujours une voiture avec moteur électrique, avec certes moins d'utilisation d'électricité ( pour la voiture électrique "pure" il en faudrait des quantités astronomiques) mais toujours avec une batterie et en plus une pile à combustible qui ,les deux, ont, actuellement, une durée de vie limitée.
Il n'en est pas de même avec la variante de la voiture à Hydrogène à moteur classique "à explosion". Certes le rendement est moins bon que pour le moteur électrique, nécessitant ~3 fois plus d'Hydrogène, mais "tous comptes faits" c'est "bien meilleur pour la planète". Ceci pour l'aspect environnemental.Mais aussi pour l'aspect social, puisqu'on anticipe des pertes considérables,et rapides, d'emploi avec la voiture électrique.
Quant à l'aspect des "multinationales du pétrole ", c'est tout à fait exact, mais cela vaut aussi pour celles de l'électrique, et des énergies renouvelables. Justement elles cherchent à se reconvertir ( voir Total qui est passé à Total énergies). L'hydrogène le leur permet certes, mais on peut considérer qu'il en est autrement avec une production locale, qui se passe d'elles ( comme pour l'électricité d'ailleurs, mais, à rebours, on voit bien le blocage pour atteindre l'autonomie pour se passer d'elles: Elles mettent en avant l'auto- consommation, mais avec toujours liaison obligée au réseau général).Il est important de noter que la production locale, sous forme de service public, en régie notamment, fait directement prendre conscience des économies réalisées ,en luttant notamment contre le gaspillage.
Produir de l'hydrogène à partir d'électricité éolienne ou solaire pourrait se justifier lors de surproduction électrique et de prix négatif de cette énergie. Dans ce cas il me semble que produire de l'hydrogène se justifierait.
Malheureusement les installations d electrolyse sont très coûteuses et on ne peut pas se permettre de les faire fonctionner seulement les 36 du mois.
Ne serait il pas possible d'avoir une seule unité d'électrolyse pour un ensemble d'éoliennes et d'installations photovoltaïques?
Ben, ça ne change pas grand chose à l'équation...
Il y a peu d'heures de "surproduction" renouvelable en Europe, encore moins en France. Un électrolyseur et l'infrastructure qui l'entoure coûte très cher, et nécessite pour être amorti un facteur de charge élevé, en tout cas plusieurs milliers d'heures par an...
Donc, soit on ne fonctionne que sur les heures où il y aurait de l'électricité "inutile" sur le réseau, mais du coup l'hydrogène produit est très cher du fait de l'amortissement de l'électrolyseur, soit on le fait fonctionner en semi-base, l'arrêtant juste pendant les pics de consommation, et l'électricité l'alimentant reste chère, donc l'hydrogène produit aussi vu qu'il faut à minima 1,5 kWh d'électricité pour produire 1 kWh PCS d'hydrogène...
Aujourd'hui les quelques producteurs d'hydrogène "vert" fonctionnent d'ailleurs en achetant d'un coté de l'électricité au meilleur prix sur le réseau et de l'autre des certificats d'origine pour la même quantité d'énergie.
Malgré ce montage un peu bancal sur le plan environnemental, l'hydrogène produit par ces usines reste très cher, en tout cas beaucoup trop cher pour que les industriels qui militent pour l'hydrogène dans les transport (pétroliers...) l'utilisent dans leurs process pour lequel ils continuent à utiliser massivement de l'hydrogène produit à faible coût (plus de 3 fois moins cher) par vapo-reformage.