Chine : l’hydrogène issu des hydrocarbures est-il respectueux de l’environnement ? 

Voici une question qui revient tout le temps dans les conversations avec les clients et lors des réunions de l'industrie. Tout le monde cherche une réponse simple, mais il n’y en a pas. Beaucoup de gens demandent immédiatement : « De quel type de vert s’agit-il ? » l'hydrogène si la source est le gaz ou le charbon ? C'est un pas en arrière !?. Mais la réalité des projets auxquels nous participons est bien plus complexe que ces labels.

D'où viennent les pattes de ce « bleu » ? hydrogène

Tout a commencé avec le fait que la Chine a besoin d’hydrogène ici et maintenant. Pour le transport, pour l'industrie, pour la même chimie. Les sources renouvelables (SER) connaissent une croissance rapide, mais l’ampleur de la demande est colossale. Et des infrastructures pour un « vert » propre. Pas encore de H2. Mais il existe des gazoducs. Il existe des gisements de charbon. Et les technologies de conversion sont développées depuis des décennies. La logique est simple : nous prenons ce qui est à portée de main et essayons de rendre le processus plus propre. C'est là que l'accent est mis surcaptage du carbone(CCS/CCUS). Sans cela, tout le concept de « l’hydrogène à faible teneur en carbone issu d’hydrocarbures » serait détruit. ça s'effondre tout simplement.

En pratique, cela ressemble à ceci : nous ne parlons pas de vieux reformeurs de méthane à vapeur (SMR) qui fument comme des locomotives à vapeur. Nous parlons de complexes nouveaux ou modernisés, oùÉmissions de CO2ne sont pas rejetés dans l’atmosphère, mais sont conçus pour être capturés. Mais voici le premier écueil : l’efficacité de capture. En théorie, vous pouvez en attraper 90 % ou plus. En pratique, dans les projets chinois existants, les chiffres sont souvent plus modestes : 60 à 75 %. Pourquoi? Des questions d’économie, de coûts énergétiques pour le processus de captage lui-même et, surtout, de géologie – où pomper ce CO2 ensuite.

Je me souviens d'un des premiers projets où nous évaluions justement l'intégration d'une unité de CSC dans une usine de production d'hydrogène à partir de gaz de cokerie. Les chiffres de la modélisation étaient beaux, mais quand ils ont commencé à calculer le bilan tout au long de la chaîne - de la consommation supplémentaire de vapeur pour la régénération des sorbants à la logistique du CO2 comprimé - « vert » ? toute l’idée s’est considérablement estompée. Le résultat n’était pas « bleu », mais plutôt « gris bleuté ». hydrogène. Mais ce sont précisément ces tentatives, même imparfaites, qui fournissent les données mêmes sans lesquelles il est impossible d’aller plus loin.

Cuisine technologique : pas seulement réformée

Lorsqu’on parle d’« hydrogène issu d’hydrocarbures », tout le monde pense immédiatement au méthane. Mais en Chine, le charbon joue un rôle énorme. La gazéification du charbon à la vapeur est une technologie historique et elle est actuellement activement développée pour l’économie de l’hydrogène. Le problème est que le charbon n’est pas du carbone pur. Soufre, cendres, autres impuretés. Vous obtiendrez de l'hydrogène, mais quelle quantité d'énergie sera dépensée pour la purification préliminaire du gaz de synthèse et la séparation ultérieure du H2 ? Et encore la question du CO2 : lors de la gazéification il se forme encore plus que lors du reformage du gaz.

Ici, il est intéressant d'observer le travail des instituts spécialisés engagés dans l'ingénierie à cycle complet. Ici, par exemple,Chengdu Yizhi Technology Co.(leur site Internet esthttps://www.yzkjhx.ru), c'est précisément l'institut de design créé par Huaxi Technology. Ils ne se contentent pas de vendre de la technologie, mais réalisent des projets clé en main. - de la modélisation des processus à la mise en service. Leur portefeuille comprend des installations de purification des gaz contenant de l'hydrogène, ce qui constitue une étape clé. Car même si vous capturez du carbone, si votre produit final est de l’hydrogène avec des impuretés de CO, qui empoisonneront la pile à combustible, tout l’intérêt est perdu.

Une chose est ressortie des conversations avec leurs ingénieurs : ils ne cachent pas que le principal défi n'est pas la chimie du procédé lui-même, mais son efficacité énergétique et la fiabilité des équipements dans des conditions de production réelles, et non en laboratoire. Souvent, le client veut le « plus moderne », mais lorsque vous présentez des devis pour des membranes très efficaces pour la séparation des gaz ou des catalyseurs résistants aux poisons, la conversation se tourne vers le plan des compromis.

Respect de l'environnement : comptez sur un cycle complet

C'est peut-être la chose la plus importante. Un tel hydrogène peut-il être qualifié de respectueux de l’environnement ? Tout dépend des limites du calcul. Si on ne prend que le point de sortie de l'hydrogène de l'installation, peut-être oui, surtout si le CO2 est enterré. Mais si l'on considère le cycle de vie complet (ACV) - production de gaz/charbon, leur transport, pertes de méthane, énergie pour faire fonctionner les compresseurs de CSC, risques de fuite des installations de stockage de CO2 - le tableau change.

Nous avons effectué une analyse interne pour un projet dans le Shanxi. Avez-vous comparé ?bleu? de l'hydrogène à partir de charbon local avec des importations d'énergie « verte » l'hydrogène sous forme d'ammoniac. Par empreinte carbone au moment de l'utilisation à la station-service ?bleue ? c'était mieux. Mais lorsque l’on ajoute au modèle des risques à long terme (par exemple la probabilité de dégradation partielle d’un stockage géologique d’ici 50 ans), l’avantage devient illusoire. Cela ne veut pas dire que du « bleu » ? l’hydrogène doit être abandonné. Cela signifie que son rôle est une technologie de transition. Cela permet de créer une demande d’hydrogène ici et maintenant, de construire un réseau de ravitaillement et d’établir une logistique. Et en parallèle, la production à partir de sources d’énergie renouvelables devrait croître.

À propos, à propos des risques. Il y a beaucoup de bruit autour des fuites de méthane. Lors de l’extraction et du transport du gaz, le méthane est un puissant gaz à effet de serre. Si ces fuites ne sont pas contrôlées, l’ensemble des avantages climatiques du CSC chez le réformateur pourrait être annulé. En Chine, on y prête de plus en plus d’attention, mais le système de surveillance n’est pas encore mis en place partout. Est-ce le même « sale » ? un détail pratique qui manque souvent dans un beau concept.

Observations sur le terrain : ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas

Sur le papier, tout est fluide. En réalité, vous rencontrez des choses qui ne sont pas décrites dans les rapports. Par exemple, la corrosion. Les unités fonctionnant avec du captage du CO2 à l'aide de solutions d'amines sont un enfer pour le métal. Humidité élevée, température élevée, environnements chimiquement actifs. J'ai vu une installation où presque tous les échangeurs thermiques de l'unité de régénération aux amines ont été remplacés en deux ans. Tout simplement parce que l’équipementier a économisé sur la qualité de l’acier. Le client criait que la technologie n’était pas respectueuse de l’environnement, mais le problème était une simple erreur d’ingénierie.

Un autre point concerne les matières premières. La qualité du gaz naturel dans le réseau est variable. Des lots sont arrivés avec une teneur élevée en hydrocarbures supérieurs ou en soufre - et voilà, le mode de fonctionnement du catalyseur de reformage est perturbé, le rendement baisse, les émissions augmentent. Ou du charbon : sa composition varie d’une voiture à l’autre. Le système doit être flexible, et cela coûte cher. De nombreux projets de première génération n’en ont pas tenu compte et fonctionnent désormais à la limite de la rentabilité ou sont inactifs.

C’est pourquoi l’expérience des entreprises qui ont parcouru ce chemin est précieuse. Revenons à l'exempleChengdu Yizhi Technology Co.. D'après leur description, il ressort clairement qu'il ne s'agit pas d'une startup, mais d'un institut au capital social de 120 millions de yuans, créé sur la base d'une entreprise de technologie chimique. Ces acteurs possèdent généralement une connaissance approfondie des processus de production réels, et pas seulement de la théorie. Ils comprennent que la clé réside dans la fiabilité et l’adaptabilité de la technologie aux conditions non idéales des matières premières et des opérations chinoises.

Alors où allons-nous ?

Pour résumer mon point de vue de l’intérieur : qualifier l’hydrogène issu d’hydrocarbures avec CSC de absolument respectueux de l’environnement est fallacieux. Mais le rejeter comme un mal absolu est une bêtise qui ralentit la transition énergétique. C'est nécessaireétape intermédiaire. Son respect de l’environnement n’est pas noir sur blanc, mais une échelle. Cela dépend de centaines de facteurs : de l’efficacité du captage aux mesures visant à réduire les fuites de méthane au niveau du puits.

La Chine parie sur cela non pas parce que c’est idéal, mais parce que cela peut être mis en œuvre en peu de temps et à l’échelle industrielle. Cela permet d'augmenter la capacité et de réduire les coûts des infrastructures (pipelines, stations-service, installations de stockage), qui peuvent ensuite être utilisées par des entreprises « vertes ». hydrogène.

Ce que je retiens après toutes ces années, c’est qu’il n’existe pas de technologie magique. Il y a un travail dur, souvent ingrat, pour optimiser les chaînes, intégrer des solutions et régler mille petits problèmes techniques. C'est ce travail - calculs, tests sur le terrain, correction d'erreurs - qui détermine à quel point nous sommes « bleus ». ou ?gris ? sera le produit final. Et les étiquettes sont destinées aux spécialistes du marketing et aux politiciens.