Production d’hydrogène vert par électrolyse

Autrement dit, l’hydrogène vert est de l’hydrogène renouvelable. La couleur fait référence aux différentes sources d’énergie primaire utilisées pour produire l’hydrogène, lesquelles proviennent aujourd’hui majoritairement du charbon et du gaz naturel, en raison de leur abondance et de leur faible coût. La production de cet hydrogène « gris » à base de combustibles fossiles à partir du reformage du méthane à la vapeur ou de la gazéification génère toujours un niveau net positif d’émissions de CO2, même lorsque la technologie de capture du carbone est utilisée en aval pour rendre l’hydrogène « bleu » plus propre.

L’hydrogène renouvelable (vert) tire son nom de l’utilisation d’une méthode de production entièrement différente, l’électrolyse, qui peut être alimentée par de l’électricité provenant de sources d’énergie neutres en carbone ou renouvelables, telles que l’éolien, l’énergie solaire  et la biomasse, avec pour seul sous-produit l’oxygène. Avec le développement de technologies d’électrolyse et de piles à combustible de plus en plus efficaces, l’hydrogène vert pourrait compléter et éventuellement remplacer le gaz naturel, l’essence, le diesel et d’autres combustibles fossiles dans l’ensemble de l’économie mondiale au cours des 20 prochaines années.

L’électrolyse est un processus électrochimique par lequel un courant électrique est appliqué à l’eau, divise les atomes d’hydrogène et d’oxygène des molécules et les libère sous forme de gaz purs. L’hydrogène est collecté et transporté ou stocké pour pour être utilisé ultérieurement comme combustible ou comme matière première. Le courant électrique nécessaire peut être extrait  du réseau électrique existant ou de sources d’énergie renouvelables, comme c’est le cas avec l’hydrogène vert. 

Le problème auquel les ingénieurs sont confrontés aujourd’hui est double : mettre à l’échelle les technologies d’électrolyse de manière à ce que la capacité par unité soit suffisamment élevée pour répondre à la demande régionale croissante et, à terme, mondiale ; et les rendre plus efficaces de manière à ce qu’elles consomment moins d’énergie et de ressources opérationnelles pour générer la même quantité de gaz H2 de la pureté alors nécessaire. Des investissements supplémentaires dans la recherche et le développement pour résoudre ces problèmes sont nécessaires avant que l’économie mondiale ne puisse pleinement bénéficier de la commercialisation de l’hydrogène vert comme carburant. 

Les technologies d’automatisation augmentent la capacité, la fiabilité et l’efficacité des électrolyseurs, et avec eux le potentiel d’une économie d’hydrogène verte, de plusieurs manières, de la gestion des charges électriques fluctuantes à la mesure et au contrôle du débit d’eau avec une plus grande précision jusqu’à l’utilisation d’analyses numériques pour les applications de gestion de l’énergie. L’automatisation peut également améliorer la sécurité, la durée de vie des équipements et la conformité réglementaire tout en réduisant les coûts de matériel et de main-d’œuvre.

Une autre étape essentielle pour profiter des avantages d’un marché de l’énergie verte alimenté par l’hydrogène consiste à développer des piles à combustible qui soient petites et légères, mais aussi suffisamment durables et fiables pour les applications de transport qui nécessitent des systèmes à haute densité de puissance. Parce qu’elles sont conçues pour fonctionner à des températures extrêmes et à des pressions très élevées, les solutions numériques avancées, à savoir les régulateurs de pression automatisés, les capteurs de débit et les électrovannes, permettent de construire et d’utiliser le type de piles à combustible rentables qui offrent la fiabilité et le faible encombrement dont l’industrie a besoin pour avancer.