Chine : leaders dans la production d’hydrogène vapeur ? 

Lorsqu’on parle de révolution de l’hydrogène, tout le monde pense immédiatement à l’électrolyse et au « vert ? hydrogène. Et à propos du reformage à la vapeur du méthane (SMR) - comme si c'était hier, sale et sans intérêt. Mais en réalité, si l'on regarde les volumes et les coûts réels, c'estproduction d'hydrogène à la vapeurreste l’épine dorsale de toute l’industrie. Et ici, la Chine n’est pas seulement un acteur, mais une plate-forme où sont développées des technologies qui surprennent ensuite le monde. Il y a beaucoup de bruit à propos de nouveaux projets, mais peu de gens creusent plus profondément : comment cela fonctionne-t-il réellement, où sont les pièges et pourquoi y a-t-il des « percées » ? Les installations ramassent-elles tranquillement la poussière dans les entrepôts ?

Pas « si », mais « comment » : pourquoi le PCM reste la base

En théorie, tout est simple : on prend du méthane et de la vapeur, on les chauffe et on obtient de l'hydrogène et du CO2. Dans la pratique, des dizaines de nuances déterminent si une usine sera rentable ou ruineuse. Le point clé est la source du méthane. La Chine s’est historiquement appuyée sur le gaz de houille, d’où sa spécificité. L’expérience a montré qu’adapter le catalyseur et ses modes à la composition instable du méthane des mines de charbon est tout un art. De nombreuses technologies occidentales sont arrivées ici et ont été littéralement « étouffées ». Nous avons dû nous adapter, souvent par essais et erreurs.

Voici par exemple l’histoire d’un projet au Shanxi. Nous avons acheté une unité de reformage européenne coûteuse. Et après six mois, c'est simple. Le catalyseur s'est rapidement désactivé en raison d'impuretés présentes dans le gaz qui n'étaient pas incluses dans les spécifications. Les ingénieurs locaux ont ensuite passé six mois à travailler sur le système de prétraitement, combinant des adsorbants. Cela a fonctionné, mais les délais et le budget n'ont pas été respectés. Il existe des dizaines de cas de ce type. C’est précisément cette « pratique » qui ne figure pas dans les rapports des analystes.

La tendance actuelle est l’intégration du PCM avec les systèmes de captage du carbone (CSC). Ce n'est plus seulement de la productionhydrogène gris, mais un pas vers le bas carbone. Il existe plusieurs projets pilotes de ce type en Chine, par exemple dans le complexe pétrochimique de Ningxia. C’est technologiquement difficile et coûteux, mais le processus est en cours. Et encore une fois, sans une vaste expérience du PCM de base, de tels systèmes hybrides ne peuvent pas être construits.

Équipements et matériel informatique : où réside le véritable leadership

Le leadership n’est pas seulement déterminé par le tonnage. Il s’agit de la capacité de créer et de faire évoluer des équipements clés. Les réacteurs, les fours de conversion, les échangeurs de chaleur sont les unités où se déroulent les principaux processus. Il y a une dizaine d'années, les fabricants chinois ont atteint un bon niveau dans la fabrication d'unités de reformage à grande échelle. Le prix, bien sûr, était le principal atout. Mais désormais, en regardant les projets, il apparaît clairement que ce n’est plus seulement une question de prix.

Prenons par exemple les fours radiants pour le reformage à la vapeur. Auparavant, les trois plus grandes entreprises mondiales détenaient les brevets clés et les meilleures solutions. Aujourd’hui, les sociétés d’ingénierie chinoises proposent leurs conceptions avec des niveaux d’efficacité qui ne sont pas inférieurs. Secrète? Vaste expérience dans des environnements difficiles et itération rapide. Nous avons découvert un problème de chauffage inégal des tubes. Un an plus tard, nous avons introduit une nouvelle configuration et un nouveau système de contrôle des brûleurs. C'est la rapidité du feedback qui, dans la « Fed » ? les marchés sont difficiles à imaginer.

Il convient de mentionner ici les instituts de design qui sont devenus les moteurs de cette localisation. Un des exemples frappants estChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Ce n'est pas seulement un bureau de dessinateurs. L'institut, basé sur l'entreprise technologique Huaxi, au capital social de 120 millions de yuans, fonctionne comme intégrateur. Ils prennent une technologie chimique de base et la « peaufinent ». à un « matériel » spécifique et à des systèmes de contrôle de processus automatisés pour une usine spécifique. Leur rôle reste souvent en coulisses, mais sans ces liens, il ne pourrait y avoir ni mise en œuvre ni adaptation rapides.

Casse-tête des matières premières : du charbon à l’APG et vice-versa

Le débat sur le leadership se résume aux matières premières. Classique - charbon. Mais son avenir est incertain en raison de problèmes environnementaux. Jusqu’à présent, de nombreux nouveaux projets au Xinjiang ou en Mongolie intérieure reposent encore sur le gaz de houille. Cependant, il est plus intéressant d'observer une autre tendance : l'utilisation du gaz de pétrole associé (APG).

Dans les champs du Shaanxi ou sur le plateau, il y avait souvent un choix : torcher l'APG ou lui trouver une utilité. Il est logique de construire un complexe chimique avec une installation PCM à proximité. Mais la composition de l’APG est instable et des problèmes de transport se posent également. J'ai vu un projet dans lequel ils souhaitaient installer un module mobile de reformage à la vapeur directement sur le terrain. L’idée est géniale : minimiser les pertes. Mais en réalité, il y avait un problème de nettoyage des matières premières : le module se bouchait, les arrêts étaient fréquents. Le projet a été gelé. De tels échecs font également partie du voyage.

Des expérimentations sont actuellement en cours avec des flux de mélange : APG + gaz naturel liquéfié + gaz de gisements de charbon. Ceci permet de stabiliser la composition à l'entrée de l'installation. Technologiquement difficile, mais en cas de succès, il offrira une énorme flexibilité et permettra d'utiliser des ressources auparavant inutiles ou brûlées. Voici où pourrait naître la prochaine génération de technologie chinoiseproduction d'hydrogène.

Catalyseurs : propre cuisine

Le cœur du processus est le catalyseur. Pendant longtemps, le marché a été divisé par plusieurs géants internationaux. Leurs produits sont fiables, mais chers et pas toujours optimaux pour les matières premières chinoises. Il y a environ 5 à 7 ans, un boom du développement local a commencé. Tous n’ont pas réussi. Je me souviens qu'une académie provinciale des sciences a fait l'éloge de son catalyseur basé sur des médias bon marché. Excellents résultats en laboratoire. Sur usine pilote - perte d'activité après 1000 heures. La raison en est la présence de quantités microscopiques de soufre dans la vapeur, qui n'ont pas été modélisées en laboratoire.

Mais maintenant, la situation est en train de changer. Les grands acteurs, comme Sinopec ou CNPC, disposent de leurs propres centres de recherche qui mènent le développement « pour eux-mêmes ». Ils ne cherchent pas à vendre des catalyseurs à l'extérieur, mais à créer des produits très compétitifs pour les besoins internes. Leur principal atout : les données. Ils disposent d’informations provenant de dizaines d’installations en activité sur de nombreuses années. Ils savent comment le catalyseur se comportera lors des fluctuations de pression et lors des arrêts de maintenance. C’est une connaissance qui ne s’achète pas.

Un point intéressant concerne les catalyseurs au nickel. Norme pour PCM. Les fabricants chinois ont appris à les fabriquer non seulement à bas prix, mais avec des propriétés spécifiques : une résistance accrue à l'agglomération ou à certains poisons. Il ne s’agit plus de copie, mais de personnalisation pour répondre aux besoins de l’industrie nationale. Et c’est un argument sérieux dans le débat sur la souveraineté technologique dans le domaine de l’hydrogène.

Intégration dans le système énergétique : l’hydrogène comme stabilisateur

La pensée la plus récente et la plus peu évidente. L’hydrogène issu du PCM n’est pas seulement une matière première pour l’ammoniac ou les raffineries. Il commence à être considéré comme un élément d’un vaste système énergétique. En Chine, il existe un problème de production inégale à partir de sources d’énergie renouvelables dans l’ouest du pays. L’énergie éolienne excédentaire pourrait théoriquement être utilisée pour l’électrolyse, mais cela coûte actuellement cher.

L’alternative est d’utiliser ces excédents indirectement plutôt que directement. Par exemple, pour le fonctionnement des compresseurs, des systèmes d’éclairage et de contrôle dans les mêmes usines de reformage à vapeur. Ou pour produire la vapeur nécessaire à la réaction. Cela réduit l’empreinte carbone du produit final. Avez-vous vu le concept « hybride » ? usine de Gansu : une partie de la vapeur provient de générateurs de vapeur électriques alimentés par l'énergie éolienne, une partie provient de chaudières traditionnelles. L'équilibrage de charge est une sacrée tâche pour les technologues, mais ils s'y amusent.

Cette tendance en est encore à ses balbutiements, mais elle témoigne d’un changement de paradigme.Production d'hydrogène à la vapeurcesse d’être un processus isolé « dans un tuyau ? et fait partie d'un cluster énergétique-chimique plus complexe. Et dans cette capacité à intégrer et à construire des symbioses complexes, la Chine n’a peut-être pas d’égal, simplement en raison de l’ampleur et du nombre d’installations en construction. Ici, vous apprenez rapidement, car il n'y a nulle part où aller - vous devez résoudre de vrais problèmes ici et maintenant, et non dans le magnifique monde « vert ». avenir.