Consommer l’hydrogène : Où ? Pour quoi ?
9 November 2022

Consommer l’hydrogène : Où ? Pourquoi ? Dans un autre article, nous avons parlé de la production d’hydrogène, et pourquoi on en parle autant. Cet article se focalisera quand à lui sur la consommation d’hydrogène, et se demander si elle représente une opportunité pour l’industrie !

 

 

Les besoins en hydrogène aujourd’hui

Aujourd’hui, le besoin s’élève à 115 million de tonnes d’hydrogène par an. En effet, même si l’hydrogène est encore méconnu du grand public, il est fortement utilisé dans de nombreuses industries :

Consommer l'hydrogène : Où ? Pourquoi ? Productions et consommation

 

 

Les besoins en hydrogène pur

Raffinage du pétrole

La présence d’hydrogène dans le procédé de raffinage du pétrole est assez particulière. En effet, c’est un produit qui consomme ET produit de l’hydrogène.

D’un côté, l’hydrogène est nécessaire lors de 2 procédés :

  • L’hydrocraquage : le fait de casser de grosses molécules non utiles pour la raffinerie pour créer de plus petites molécules utilisable ailleurs (le kérosène notamment)
  • La désulfuration : le fait de supprimer le soufre produit lors du raffinage. Sans ce procédé, le soufre, qui est extrêmement dangereux pour la santé, irait dans l’air. Cela mettrait en danger les personnes aux alentours et les travailleurs sur place.

Ces deux procédés nécessitent 38 millions de tonnes d’hydrogène par an et représentent aujourd’hui la plus grande consommation d’hydrogène mondiale.

 

D’un autre côté, l’hydrogène est aussi un “coproduit”. En effet, il est produit au cours du procédé de raffinage sans que ce soit le but initial de le produire. Il représente quand à lui une production de 13 millions de tonnes d’hydrogène par an. Cette production est alors réutilisée dans le procédé de raffinage !

Donc quand on fait les comptes, la raffinerie consomme 3x plus d’hydrogène qu’elle n’en produit ! On peut alors se demander si ce besoin en hydrogène sera amené à évoluer dans le futur, mais dans une démarche de diminution des émissions de gaz à effet de serre, le recours aux ressources fossiles doit diminuer. Cela implique donc la diminution de l’industrie de la raffinerie, et donc la diminution du besoin en hydrogène en ce qui concerne la raffinerie du pétrole.

 

La production d’ammoniac (NH3)

L’ammoniac est une matière de base de l’industrie chimique. Le plus souvent, si vous avez de l’azote dans un produit chimique, c’est que de l’ammoniac a été présent à un moment de sa production.

L’utilisation majeurs de l’ammoniac est la fabrication d’engrais, pour apporter de l’azote aux plantes et favoriser leur croissance !

Nous avons donc d’un côté une pratique qui favorise la rentabilité de l’agriculture et qui permettent donc à l’Homme de produire plus sur moins d’espace (donc moins de déforestation), mais d’un autre côté un danger à la fois environnemental (santé, dépot d’algues, …) et climatique (utilisation d’hydrogène produit via des énergies fossiles).

 

Transports et autres

La thématique des transports, et notamment le débat sur la promotion ou non de déplacements en voiture ou avion fonctionnant à l’hydrogène fait l’objet d’un article qui lui est consacré, retrouvez l’article “Voiture à hydrogène : la mobilité du futur ?” sur notre blog !

 

Les besoins en hydrogène couplé à d’autres gaz

La production de méthanol

Le méthanol se trouve de partout dans notre quotidien : peintures, composés plastiques, ciments, encres, antigel, colorants, résine synthétique, carburant de fusée, …

Pour créer du méthanol, il faut un gaz de synthèse qui est composé de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrogène (H2). Ce gaz de synthèse est quand à lui fait à partir d’eau et de méthane, qui est un gaz à effet de serre 28 fois plus puissant que le CO2.

Cela rend donc le procédé très émetteur à l’heure actuelle. Pourtant, des solutions pourraient se développer sur les prochaines années. Une solution possible serait de :

  • Produire l’hydrogène de façon responsable
  • Aller chercher le carbone nécessaire normalement apporté par le méthane dans la biomasse, qui est une ressource renouvelable

Cette solution n’est pas encore exploitée mais pourrait être sérieusement considérée face aux pénuries de ressources fossiles auxquelles l’Homme fera face dans quelques décennies.

 

La production d’acier

La production d’acier, c’est 1800 millions de tonnes par an, c’est à dire 24 000 Golden Gate. L’avantage de l’acier, c’est qu’il est en immense partie recyclable ! On a donc actuellement une production primaire (via les haut fourneaux) et une production secondaire (recyclage).

Mais alors, quel est le rôle de l’hydrogène dans tout ça ? Et bien il y a trois façons de produire du fer : avec du monoxyde de carbone dans le haut fourneau, avec de l’hydrogène pour remplacer le monoxyde de carbone, ou par recyclage du fer déjà existant.

 

Consommer l'hydrogène : Où ? Pourquoi ? Moyens de production de l'acier

 

On constate donc qu’aujourd’hui la production “classique” se fait via l’utilisation de monoxyde de carbone dans les hauts fourneaux. Mais ce qui nous intéresse, ce sont émissions de ces différents moyens de production. En effet, selon l’agence internationale de l’énergie (AIE), les émissions sont réparties comme suit :

 

Consommer l'hydrogène : Où ? Pourquoi ? Émissions liée à la production d'acier

 

On peut alors constater le réel intérêt de remplacer la production actuelle par haut fourneau par une production via l’hydrogène. En théorie, il serait d’ailleurs possible de n’utiliser que de l’hydrogène et de l’oxyde de fer dans la production d’acier. Le seul apport nécessaire serait un peu de carbone, qui pourrait être pris dans la biomasse. Le processus de production serait alors libéré du besoin en monoxyde de carbone.

 

 

Conclusion

En conclusion de notre article, nous pouvons dire que l’utilisation de l’hydrogène et son développement bas carbone dans notre industrie représente une opportunité pour de multiples facteurs :

  • Il est possible de remplacer des procédés très émetteurs par des procédés incluant l’hydrogène, les rendant parfois moins émetteurs
  • Certains procédés reposent exclusivement sur l’hydrogène, cela apporte donc l’opportunité de favoriser le développement de la production bas carbone de l’hydogène,
  • L’utilisation de l’hydrogène pourrait favoriser le développement voies de production alternatives (utilisation de la biomasse par exemple)

Il faut tout de même garder à l’esprit que ce sont des processus lent, et qui peut prendre plusieurs décennies.

 

Pour aller plus loin…

💡 Pour aller plus loin et avoir des données plus précises, le Projet Celsius conseil grandement la chaine Youtube de Rodolphe Meyer “Le réveilleur”

Il a publié deux vidéos sur le sujet de l’hydrogène que nous vous conseillons grandement :

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