Chine : leaders dans la production d’hydrogène par conversion ? 

Quand on parle d’économie de l’hydrogène, tout le monde pense immédiatement à l’hydrogène vert issu de l’électrolyse. Mais si l’on examine les volumes réels et les capacités opérationnelles du pays, le tableau change radicalement. Aujourd’hui, la majeure partie de l’hydrogène est encoreconversion d'hydrocarbures, et ici la Chine n’est pas seulement un acteur, mais un écosystème tout entier, où l’ampleur et la rapidité de la mise en œuvre de la technologie dépassent parfois les calculs théoriques. Il y a beaucoup de bruit autour des nouvelles méthodes, mais sur le terrain, dans les usines, il existe des installations où le maître mot est efficacité et adaptation aux matières premières locales.

Où se situe la véritable échelle ?

Si l’on fait abstraction des présentations, les chiffres parlent d’eux-mêmes. L’écrasante majorité de l’hydrogène destiné au raffinage du pétrole et à la synthèse d’ammoniac en Chine est produite par reformage à la vapeur du méthane ou par gazéification du charbon. Et ce n’est pas un retard, mais un calcul pragmatique. Surtout dans les régions riches en charbon, comme les provinces de l’Ouest. Des complexes sont construits là oùproduction d'hydrogèneintégré dans des clusters chimiques, l'hydrogène va directement à la production de méthanol ou d'ammoniac, contournant les difficultés de stockage et de transport. Les aspects économiques du projet sont décidés sur place et non dans les bureaux.

Par exemple, au Xinjiang ou en Mongolie intérieure. Vous pouvez y voir des usines de conversion qui fonctionnent au lignite local. Efficacité? Ce n’est pas le plus élevé selon les normes mondiales, si l’on se base uniquement sur les coûts énergétiques. Mais si l’on considère l’ensemble de la chaîne – depuis le coût du charbon à la mine jusqu’au prix du produit final destiné au marché local – le tableau devient gagnant. Cet aspect échappe souvent aux analystes qui examinent uniquement les paramètres technologiques indépendamment de la géographie et des infrastructures.

Dans le même temps, les sociétés d’ingénierie chinoises ont depuis longtemps dépassé la simple copie. Prenons la même conversion Steam. Oui, le processus de base est standard. Mais c'est dans les nuances de la conception des reformeurs, des systèmes de récupération de chaleur et des catalyseurs que le travail se fait. Dans l'un des projets de la province du Shaanxi, ils ont été confrontés au problème de la cokéfaction rapide du catalyseur en raison de la composition du gaz naturel local. La solution n'a pas été trouvée dans le remplacement du catalyseur par un catalyseur importé, mais dans la modification du système de prétraitement et l'ajout d'une étape. Cela s'est avéré moins cher et la durée de vie de la section a augmenté. Vous ne trouverez pas toujours de tels détails dans les rapports.

Tendances technologiques et solutions locales

On parle beaucoup ces jours-ci de la combinaison de la conversion et du captage du carbone (CSC). En Chine, il ne s'agit pas que de paroles. Il existe plusieurs projets pilotes, par exemple dans l'une des entreprises charbonnières du Ningxia. Là, le dioxyde de carbone provenant de l'usine de gazéification est envoyé pour élimination. Mais, pour être honnête, le principal moteur n’est pas l’environnement, mais les futures exigences réglementaires et la possibilité de vendre du CO2 pour la production de pétrole (par injection d’eau). Le modèle économique est encore boiteux, mais des expérimentations sont en cours.

C'est intéressant d'observer l'évolution de la technologieconversion du méthanol en hydrogène(MeOH-to-H2) pour les recharges distribuées. C’est un domaine dans lequel la Chine expérimente activement. Il n’est pas possible partout de poser un pipeline d’hydrogène ou de construire une grande usine. Mais le méthanol étant un liquide, sa logistique est plus simple. J'ai vu une station-service test dans le Guangdong qui fonctionne selon ce schéma. Le réacteur compact sur site produit de l'hydrogène à partir de méthanol à la demande. Le problème était la pureté de l'hydrogène pour les piles à combustible : le système de purification a dû être sérieusement modifié. Mais la direction est prometteuse, notamment pour les transports urbains.

Il convient ici de mentionner le rôle des instituts de design, qui s'occupent précisément de cette adaptation des technologies aux réalités chinoises. Un des exemples frappants estChengdu Yizhi Technology Co.(leur site Internet estyzkjhx.ru). Il ne s'agit pas simplement d'un bureau, mais d'un centre d'ingénierie à part entière créé sur la base de la technologie chimique Chengdu Huaxi. Avec un capital social de 120 millions de yuans, ils peuvent se permettre une recherche et développement sérieuse. Essentiellement, ils servent de lien entre la recherche fondamentale dans les établissements universitaires et les exigences strictes des clients industriels. Leur travail ne consiste pas à vendre des solutions toutes faites à partir d'un catalogue, mais à concevoir pour une tâche spécifique, qu'il s'agisse de moderniser une unité de conversion ou d'intégrer de nouveaux systèmes de nettoyage.

Problèmes qui ne sont pas annoncés

Bien sûr, tout ne se passe pas sans heurts. L’un des principaux problèmes est la dépendance à l’égard de catalyseurs importés pour certains processus très efficaces. Les sanctions et les chaînes d’approvisionnement nous obligent à rechercher des alternatives. Les fabricants chinois de catalyseurs progressent, mais pour certains produits, notamment pour les installations à grande échelle, il existe encore des écarts en termes de stabilité et de durée de vie. Cela crée des risques pour les projets.

Un autre problème est l’empreinte eau. La conversion, en particulier la gazéification du charbon, est un processus gourmand en eau. L'approvisionnement en eau est limité dans les régions du nord et de l'ouest de la Chine. Il est nécessaire d’introduire des systèmes complexes de recyclage et de purification de l’eau, ce qui augmente le coût du projet. Sur l'un des sites du Shanxi, j'ai vu comment, en raison des calculs d'eau, il était nécessaire de modifier la disposition de l'ensemble du complexe afin d'utiliser les eaux usées d'une entreprise voisine. L’intégration s’est avérée forcée, mais efficace.

Et bien sûr, les images. Il manque des ingénieurs expérimentés qui ont « reniflé » une installation en état de marche et qui comprennent non seulement la théorie, mais aussi comment elle se comporte sous les fluctuations de pression ou de composition des matières premières. Les jeunes spécialistes disposent d’une excellente formation théorique, mais ils manquent parfois d’intuition pratique. Ceci est compensé par des protocoles stricts et la numérisation, mais rien ne peut remplacer l’expérience en direct.

Regard vers l’avenir : vers où se dirige l’industrie

Apparemment, à moyen terme, la Chine n’abandonnera pas la conversion en tant que principale source d’hydrogène. Mais le vecteur va se déplacer vers les systèmes hybrides. Des projets sont déjà visibles où une unité de reformage de méthane à la vapeur est combinée avec un électrolyseur fonctionnant avec l'énergie de pointe provenant de sources d'énergie renouvelables. Cela permet de lisser la charge et de réduire légèrement votre empreinte carbone. C'est encore cher, mais les pilotes ont commencé.

Une autre tendance est la miniaturisation et la modularité. Pas d'usines géantes, mais des modules de production d'hydrogène compacts et standardisés d'une capacité de, disons, 10 à 20 000 Nm3/h. Ils peuvent être construits plus rapidement et répliqués auprès du consommateur. Cela réduit les coûts logistiques. Maintenir l’efficacité à petite échelle constitue un défi technologique, mais des travaux sont en cours. Des entreprises comme Yizhi Technology, susmentionnée, peuvent jouer un rôle clé ici, ayant de l'expérience dans la conception d'installations de grande et moyenne taille.

En fin de compte, le leadership n’est pas qu’une question de tonnes. C'est la capacité de créer des systèmes complets, fonctionnels et économiquement viables. La Chine se trouve désormais dans une position unique : un marché intérieur immense, une ingénierie puissante et une volonté de mise en œuvre. Il y aura beaucoup d’erreurs, des impasses aussi. Mais c'est précisément sur cette voie - par la pratique, l'adaptation et la résolution de problèmes spécifiques - que se forme l'expérience même qui fait du pays un leader réel, et non déclaratif, dans ce domaine. Pas en théorie, mais sur de vrais sites industriels, où les compresseurs font du bruit et où la vapeur provient des reformeurs.