25 - LE VECTEUR D’ÉNERGIE « HYDROGÈNE »
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soit le stockage dans de grandes cavités naturelles ou artificielles (aquifères, cavités salines creusées par dissolution, anciennes mines…) : diverses expériences
en ont montré la faisabilité, comme des expérimentations menées à Beynes (dans
la région parisienne) et l’alimentation actuelle de la ville de Kiev (voir plus loin) ;
soit la transformation de cet hydrogène en un composé hydrogéné (alcool ou
hydrocarbure) dont le stockage sera beaucoup moins volumineux, qui fait appel à
des technologies déjà maîtrisées et dont la conversion ultérieure en hydrogène
est facile (reformage) et relativement économique (les rendements des reformeurs sont élevés). Dans ce dernier cas, le carbone entrant dans la composition
de ce liquide devrait provenir idéalement du gaz carbonique déjà présent dans
l’atmosphère (via la biomasse qui en concentre le carbone, par exemple), ou du
CO issu d’un combustible fossile si ce combustible doit être extrait pour toute
autre raison, ce qui sera malheureusement le cas pendant encore de nombreuses décennies.
Les réactions à mettre en œuvre peuvent être alors :
CO + 3 H 2 ö CH 4 + H 2 O + 40 kcal (synthèse du méthane)
ou
CO + 2 H 2 ö CH 3 OH + 20 kcal (synthèse du méthanol)
Une autre façon d’aborder cette opération est de vouloir simplement enrichir
en hydrogène des résidus pétroliers pauvres en hydrogène et polluants par leur
utilisation.
Dans le cas de petites unités (quelques dizaines de grammes d’hydrogène à quelques kilogrammes), plusieurs solutions sont soit en cours de validation, soit en
cours de développement. Dans les premières, on trouve :
le stockage sous pression dans la gamme des 350 bars : plusieurs sociétés
(Quantum/Impco aux USA, Dynetek au Canada, Ullit en France) vendent des
réservoirs qui sont homologués ou en cours de l’être ; les performances sont
élevées puisque, en 2002, le record de 13% de densité massique a été atteint
chez Quantum et Dynetek, grâce à une technologie composite (vessie en alliage
d’aluminium chez Dynetek et en thermoplastique chez Quantum, renforcée par
une structure composite en fibres de carbone) ;
le stockage dans des hydrures métalliques : cette technique est déjà ancienne,
très sûre et tout à fait maîtrisée ; en contrepartie, ce mode de stockage souffre
de deux défauts, la densité massique des hydrures est élevée et leur capacité de
stockage est faible, surtout si on souhaite conserver une température de déstockage raisonnable (inférieure à 200°C). C’est ainsi que les densités spécifiques ne
dépassent pas 2-3%, ce qui ne peut convenir que pour de faibles masses d’hydrogène à stocker.
Dans les secondes, on trouve :
le stockage sous pression à 700 bars dans des structures composites du même
type que celles utilisées pour le stockage à 350 bars (liner aluminium et bobinage
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soit le stockage dans de grandes cavités naturelles ou artificielles (aquifères, cavités salines creusées par dissolution, anciennes mines…) : diverses expériences
en ont montré la faisabilité, comme des expérimentations menées à Beynes (dans
la région parisienne) et l’alimentation actuelle de la ville de Kiev (voir plus loin) ;
soit la transformation de cet hydrogène en un composé hydrogéné (alcool ou
hydrocarbure) dont le stockage sera beaucoup moins volumineux, qui fait appel à
des technologies déjà maîtrisées et dont la conversion ultérieure en hydrogène
est facile (reformage) et relativement économique (les rendements des reformeurs sont élevés). Dans ce dernier cas, le carbone entrant dans la composition
de ce liquide devrait provenir idéalement du gaz carbonique déjà présent dans
l’atmosphère (via la biomasse qui en concentre le carbone, par exemple), ou du
CO issu d’un combustible fossile si ce combustible doit être extrait pour toute
autre raison, ce qui sera malheureusement le cas pendant encore de nombreuses décennies.
Les réactions à mettre en œuvre peuvent être alors :
CO + 3 H 2 ö CH 4 + H 2 O + 40 kcal (synthèse du méthane)
ou
CO + 2 H 2 ö CH 3 OH + 20 kcal (synthèse du méthanol)
Une autre façon d’aborder cette opération est de vouloir simplement enrichir
en hydrogène des résidus pétroliers pauvres en hydrogène et polluants par leur
utilisation.
Dans le cas de petites unités (quelques dizaines de grammes d’hydrogène à quelques kilogrammes), plusieurs solutions sont soit en cours de validation, soit en
cours de développement. Dans les premières, on trouve :
le stockage sous pression dans la gamme des 350 bars : plusieurs sociétés
(Quantum/Impco aux USA, Dynetek au Canada, Ullit en France) vendent des
réservoirs qui sont homologués ou en cours de l’être ; les performances sont
élevées puisque, en 2002, le record de 13% de densité massique a été atteint
chez Quantum et Dynetek, grâce à une technologie composite (vessie en alliage
d’aluminium chez Dynetek et en thermoplastique chez Quantum, renforcée par
une structure composite en fibres de carbone) ;
le stockage dans des hydrures métalliques : cette technique est déjà ancienne,
très sûre et tout à fait maîtrisée ; en contrepartie, ce mode de stockage souffre
de deux défauts, la densité massique des hydrures est élevée et leur capacité de
stockage est faible, surtout si on souhaite conserver une température de déstockage raisonnable (inférieure à 200°C). C’est ainsi que les densités spécifiques ne
dépassent pas 2-3%, ce qui ne peut convenir que pour de faibles masses d’hydrogène à stocker.
Dans les secondes, on trouve :
le stockage sous pression à 700 bars dans des structures composites du même
type que celles utilisées pour le stockage à 350 bars (liner aluminium et bobinage