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Nouvelles énergies 08/02/2021

La Californie s’essaie au « mélange » d’hydrogène vert dans les réseaux de gaz naturel

On a longtemps présenté l’hydrogène vert comme l’une des solutions les plus prometteuses pour décarboner l’approvisionnement énergétique mondial – mais son essor s’est jusqu’ici heurté à des problèmes de transport. 

En Californie, un nouveau « programme de démonstration de mélange d'hydrogène » (Hydrogen Blending Demonstration Program) tente d’apporter une solution à tous ce problème, en injectant de l'hydrogène dans les réseaux de gaz naturel existants.

L'hydrogène, il est vrai, doit être conservé au froid et sous pression, ce qui en rend la livraison problématique. Pour qu'il soit véritablement « vert », il faut s’assurer que l'hydrogène lui-même soit produit à partir de sources d'énergie renouvelables, par nature intermittentes : un vrai cauchemar logistique pour les entreprises de convoyage, d'expédition et de transport... sans oublier que le manque de pompes à hydrogène complique considérablement le passage à l'hydrogène pour les stations-service.


En Californie, un nouveau « programme de démonstration de mélange d'hydrogène » (Hydrogen Blending Demonstration Program) tente d’apporter une solution à tous ces problèmes, en injectant de l'hydrogène dans les réseaux de gaz naturel existants. Si des essais similaires ont déjà vu le jour ailleurs, ce programme – annoncé fin 2020 par SoCalGas et San Diego Gas and Electric – est considéré comme l'un des premiers du genre aux États-Unis et devrait donner ses premiers résultats dans les mois qui viennent. En voici un aperçu :

  • Le projet utilisera de l'énergie provenant de sources renouvelables aux moments où l'offre dépasse la demande locale. Il utilisera le surplus d'énergie pour générer de l'hydrogène vert, un carburant zéro émission.
  • L'hydrogène ainsi produit sera incorporé au réseau de gaz naturel à l’endroit de production, en petite quantité. En s’appuyant sur les conduites de gaz existantes, le programme vise à montrer qu’il est possible de passer outre le convoyage et autres obstacles financiers qui caractérisent le transport de l'hydrogène.
  • Les entreprises impliquées dans cette phase de test s’attachent à mieux comprendre comment incorporer de l'hydrogène dans le réseau de gaz en toute sécurité. Dans des proportions limitées, l'hydrogène se comporte quasiment de la même manière que les autres gaz naturels comprimés avec lesquels il est mélangé – et ne nécessite de traitement particulier que lorsqu'il représente plus de 30% du mélange. Pour étudier son comportement, les entreprises vont dans un premier temps tester un mélange avec 1% d'hydrogène, avant d’augmenter progressivement jusqu'à 20%
  • SoCalGas travaille également avec la société néerlandaise HyET pour résoudre les problèmes survenant lorsque l'hydrogène doit être extrait des tuyaux pour être utilisé par les consommateurs – notamment dans les stations-service. Le plan : tester la technologie de purification et de compression électrochimique de l'hydrogène de HyET, capable d’extraire l'hydrogène du réseau et de le comprimer dans un réservoir de stockage. Le programme commence modestement, avec pour objectif de comprimer environ 10 kg d'hydrogène par jour pour à terme atteindre un objectif quotidien de 100 kg. Cela suffirait à alimenter près de 20 voitures et contribuerait à faire de la mobilité hydrogène (voitures, camions, trains et avions) une réalité commercialement viable.

L’OEIL DE L’EXPERT ENGIE

« Les réseaux de transport et distribution du gaz naturel sont pressentis comme des alternatives essentielles au transport routier de l’hydrogène, explique Camel Makhloufi, ingénieur de recherche auprès du Lab Hydrogène au ENGIE Lab CRIGEN. L’hydrogène est dans ce cas injecté dans le réseau puis récupéré sélectivement au point d’utilisation. Le taux d’injection dépend de la nature du réseau et peut atteindre 20% en volume comme démontré dans le cadre du projet GRHYD coordonnée par ENGIE Lab CRIGEN.

De manière générale, les réseaux de transports acceptent une teneur en hydrogène de quelques pourcents. Récupérer de l’hydrogène de haute pureté devient alors un défi et développer des technologies hautement sélectives devient essentiel. La compression électrochimique est une solution prometteuse puisqu’elle pourrait permettre de séparer et compresser simultanément l’hydrogène jusqu’à des pressions compatibles avec la mobilité. Néanmoins, les développements doivent se poursuivre pour atteindre les performances techniques et économiques attendues.»


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