Une solution pour décarboner l’industrie



Cet article est issu du magazine Sciences et Avenir – La Recherche n°889 daté mars 2021.

Dans l’industrie, l’hydrogène est une réalité depuis 1902 avec la création de L’Air liquide (devenu Air Liquide) par l’ingénieur français Georges Claude. Aujourd’hui, la France en consomme 900.000 tonnes par an (sur une consommation mondiale annuelle de 60 millions de tonnes), quasi exclusivement dans le raffinage, où il sert à désulfurer le pétrole, et dans la production d’ammoniac. Le leader mondial Air Liquide a construit plus de 9600 kilomètres de gazoducs pour alimenter ses principaux clients du nord de la France, mais aussi d’Allemagne, de Belgique, ainsi qu’aux États-Unis, dans le golfe du Mexique. Et ce n’est qu’un début.

“Au cours de la décennie, les débouchés vont se multiplier, notamment vers les secteurs cimentiers et sidérurgiques, très polluants, qui vont devoir atteindre la neutralité carbone”, prédit Philippe Boucly, président de France Hydrogène. De l’hydrogène, mais de l’hydrogène vert. Pas question de le produire à partir de gaz naturel. “On estime qu’en France, en 2030, au moins 420.000 tonnes d’hydrogène seront d’origine renouvelable”, précise Philippe Boucly. Les industriels imaginent aussi des circuits de production non polluants. C’est ainsi que le 7 décembre 2020, le sidérurgiste ArcelorMittal a présenté son projet de remplacer le charbon dans ses fours de Dunkerque par de l’hydrogène. Produit à 95 % à partir des gaz de combustion de l’usine, il doit permettre la purification du minerai de fer. De son côté, le cimentier Vicat étudie la transformation de ses fours. “Nos cimenteries de Montalieu et Saint-Égrève (Isère) vont tester plusieurs technologies hydrogène qui toutes visent à atteindre la neutralité carbone en 2050″, annonce Marie Godard-Pithon, directrice Performance et investissements. Le groupe français veut en effet tenter d’instaurer une véritable économie circulaire.

Récupérer la chaleur des fours grâce à l’électrolyse

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire et d’argile traités dans des fours à plus de 1400 °C. L’idée est de récupérer la chaleur issue de ce procédé pour alimenter une unité d’électrolyse de l’eau à haute température. “L’hydrogène produit peut servir pour nos poids lourds mais aussi être transformé en bio-méthane ou en bio-méthanol grâce au CO2 capté à la sortie du four. Le bio-méthane peut être injecté dans le réseau de gaz et le bio-méthanol utilisé pour la production de biocarburant ou dans l’industrie chimique”, détaille Marie Godard-Pithon. L’oxygène pur, coproduit de l’hydrogène, est brûlé dans les fours, améliorant ainsi leur rendement énergétique. Sur le point d’être créée, la société Genvia développera un pilote industriel de la technologie d’électrolyse à haute température qui accroît l’efficacité énergétique de la production d’hydrogène.

Si les professionnels de l’hydrogène parient sur un développement rapide dans l’industrie, c’est que celle-ci n’a pas vraiment le choix. Il lui reste trois décennies pour arriver à la neutralité carbone et répondre ainsi aux objectifs de la stratégie nationale bas-carbone. Dans l’industrie, l’hydrogène est autant une opportunité qu’une nécessité.



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