Hydrogene

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  • Publié le : 23 mai 2010
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le point sur

L’hydrogène : vecteur énergétique du futur ?
Aujourd’hui utilisé dans le raffinage, la chimie ou l’industrie, l’hydrogène est souvent présenté comme un vecteur énergétique d’avenir pour le secteur des transports. Mais, possédant des caractéristiques physiques relativement mal adaptées à cet usage et n’existant pas sous forme pure, l’hydrogène présente, pour l’heure, un bilanencore contrasté. Pouvant offrir de bonnes performances environnementales, les filières hydrogène restent handicapées par des coûts trop élevés pour un développement de masse. Une application dans les transports pour le grand public nécessitera encore de nombreux travaux de recherche.
L’hydrogène aujourd’hui
La production L’hydrogène est l’un des éléments les plus abondants de la planète. Mais,contrairement aux hydrocarbures, il n’existe pas de gisements permettant de l’extraire directement. En effet, cet élément se trouve dans la nature presque systématiquement combiné avec d’autres atomes : l’oxygène dans le cas de l’eau ou le carbone dans le cas du gaz naturel. Pour le produire, il est donc nécessaire d’avoir une source d’hydrogène à proprement parler (gaz naturel, eau, etc.) et unesource d’énergie. La source d’hydrogène et la source d’énergie peuvent se confondre, comme dans le cas d’une production à partir de gaz naturel, ou être complètement distinctes, comme c’est le cas dans la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau (la source d’énergie est l’électricité et la source d’hydrogène est l’eau). De nos jours, l’hydrogène est produit pour près de 96 % à partir d’énergiefossile (cf. figure 1) et le gaz naturel est, de loin, la matière première la plus utilisée. Le reformage du gaz naturel à la vapeur d’eau constitue le procédé le plus économique.
Fig. 1 Principales origines de l’hydrogène produit aujourd’hui dans le monde
Electrolyse 4%
Dunkerque

oxydation partielle plus coûteux que le reformage en termes d’investissement. Une grande partie de l’hydrogèneest aujourd’hui produit dans les raffineries comme un coproduit du reformage catalytique, étape indispensable dans la formulation des essences (indice d’octane). La production par électrolyse, qui reste nettement plus coûteuse, n’est utilisée que marginalement. Le transport et la distribution L’hydrogène est un gaz très léger, ce qui constitue un handicap pour son stockage et son transport. Il estusuellement transporté sous forme comprimée dans des bouteilles ou des pipelines ou encore sous forme liquide (– 253 °C).
Fig. 2 Exemple de réseau hydrogène : le réseau Air Liquide dans le nord de l’Europe
Rozenburg Hydrogène Oxygène Azote Rotterdam Dordrecht

Netherlands
Bergen-op-Zoom Zeebrugge Antwerpen Terneuzen

Gent Bruxelles

Genk Geleen

Charbon 18%

Belgium France
IsberguesLille Feluy Mons Charleroi Liège

Waziers Maubeuge

Hydrocarbures liquides 30%

Gaz naturel 48%

L’utilisation d’hydrocarbures plus lourds, comme le charbon, est possible. Cette voie fait appel à des procédés de type

La principale voie utilisée aujourd’hui est le pipeline, qui représente actuellement un réseau de plus de 2500 km à travers le monde. Ces réseaux sont surtout situés enEurope (1500 km) et aux États-Unis (900 km). Un des principaux exploitants de ces réseaux est Air Liquide (cf. figure 2).

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L’hydrogène : vecteur énergétique du futur ?
L’utilisation L’hydrogène est aujourd’hui essentiellement utilisé comme gaz industriel pour la production d’ammoniac, dans le raffinage des produits pétroliers et pour la production de méthanol (cf. figure 3). À cestade, il convient de remarquer que pour alimenter les sites industriels, des unités de production d’hydrogène dédiées sont souvent construites à proximité de ces sites. Le marché de l’hydrogène est aujourd’hui un marché presque exclusivement « captif ».
Fig. 3 50
Ammoniaque Raffinage Méthanol Autres Production Captive 8%

Mais, l’hydrogène ne peut être directement comparé aux énergies...
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