Janvier 2021

L'hydrogène, aux côtés d'autres énergies renouvelables et du gaz naturel, a un rôle de plus en plus vital à jouer dans le paysage des énergies propres. Les entreprises et les pays s'intéressent de plus en plus aux carburants alternatifs dans le cadre de la campagne mondiale pour la neutralité carbone. Cette année, l'UE s'est engagée à atteindre la neutralité climatique (c'est-à-dire à devenir une économie dont les émissions de gaz à effet de serre sont nulles) d'ici à 2050, l'Australie a lancé sa stratégie nationale pour l'hydrogène afin d'accélérer le développement de l'hydrogène propre et de l'exporter vers les pays voisins, et Shell et BP se sont engagés à atteindre la neutralité carbone d'ici à 2050.

Pour de nombreuses entreprises pétrolières et gazières qui visent la décarbonisation, l'hydrogène est un carburant de choix pour se conformer aux objectifs climatiques. La croissance de l'hydrogène devrait décoller au cours des 10 à 20 prochaines années, les coûts diminuant à mesure que la production d'hydrogène se généralise. Grâce aux nouvelles applications, la taille du marché de l'hydrogène à faible teneur en carbone pourrait atteindre 25 milliards de dollars américains d'ici 2030 et croître encore davantage à long terme.

L'hydrogène brûle proprement lorsqu'il est mélangé à l'oxygène, et est considéré comme un carburant vert de substitution dans les transports, la navigation et le chauffage (domestique et industriel). Il est intéressant de noter que l'utilisation de l'hydrogène comme carburant n'est pas nouvelle. L'hydrogène est déjà un composant du carburant pour fusée et est utilisé dans les turbines à gaz pour produire de l'électricité, ou brûlé pour faire fonctionner les moteurs à combustion pour la production d'électricité. L'hydrogène est également utilisé comme matière première pour produire de l'ammoniac, du méthanol et d'autres produits pétrochimiques.

En général, nous savons que l'hydrogène est un bon choix de combustible pour les industries qui cherchent à se décarboniser, mais tout l'hydrogène n'est pas égal. Bien que ce gaz n'émette que de l'eau lorsqu'il est brûlé, sa contribution à la neutralité carbone dépend de la manière dont il est produit.

L'hydrogène brun est produit à partir de la gazéification du charbon, qui émet du_CO2 dans l'air lors de sa combustion. L'hydrogène gris est un hydrogène produit à l'aide de combustibles fossiles, comme le gaz naturel, et c'est la forme d'hydrogène la plus couramment produite dans le monde aujourd'hui. L'hydrogène bleu est fabriqué de la même manière que le gris, mais les technologies de captage et de stockage du carbone (CSC) empêchent la libération de_CO2, ce qui permet de stocker le carbone capté en toute sécurité dans les profondeurs de la terre ou de l'utiliser dans des processus industriels. L'_hydrogène turquoise (ou à faible teneur en carbone) est produit à partir de gaz naturel à l'aide de la technologie de pyrolyse des métaux fondus.

Comme son nom l'indique, l'hydrogène vert ou renouvelable est la variété la plus propre, ne produisant aucune émission de carbone. Il est produit à l'aide d'une électrolyse alimentée par une énergie renouvelable, comme l'énergie éolienne ou solaire, pour produire un carburant propre et durable.

L'électrolyse sépare l'eau (_H2O) en hydrogène et en oxygène. Il n'y a donc aucun déchet et toutes les pièces sont utilisées sans aucun impact sur l'environnement. Si l'énergie utilisée pour l'électrolyse provient de sources renouvelables, elle peut être considérée comme un "carburant vert" car elle n'a aucun impact négatif sur l'environnement.

Dans notre prochain blog, nous aborderons les dangers potentiels de l'hydrogène qui peuvent survenir pendant la production, le stockage et le transport, ainsi que les solutions de détection de gaz proposées par Crowcon.

Pour en savoir plus, téléchargez notre fiche d'information sur l'hydrogène ici.

Références :

S'engager en faveur de la neutralité climatique d'ici à 2050: La Commission propose une loi européenne sur le climat et lance des consultations sur le pacte européen pour le climat (avril 2020).

Shell dévoile ses plans pour devenir une entreprise à zéro carbone d'ici 2050(The Guardian, 16 avril 2020)

BP se fixe l'ambition de parvenir à un taux net zéro d'ici 2050 et modifie fondamentalement son organisation pour y parvenir(BP.com, 12 février 2020).

Façonner le marché mondial de l'hydrogène de demain (Baker Mackenzie, janvier 2020)

En tant que combustible, l'hydrogène est hautement inflammable et les fuites génèrent un risque sérieux d'incendie. Toutefois, les incendies d'hydrogène sont sensiblement différents des incendies impliquant d'autres combustibles. Lorsque des carburants et des hydrocarbures plus lourds, comme l'essence ou le diesel, fuient, ils s'accumulent près du sol. En revanche, l'hydrogène est l'un des éléments les plus légers de la planète, de sorte que lorsqu'une fuite se produit, le gaz se disperse rapidement vers le haut. Cela rend l'inflammation moins probable, mais une autre différence est que l'hydrogène s'enflamme et brûle plus facilement que l'essence ou le diesel. En fait, même une étincelle d'électricité statique provenant du doigt d'une personne suffit à déclencher une explosion lorsqu'il y a de l'hydrogène. La flamme d'hydrogène est également invisible, il est donc difficile de localiser le "feu" réel, mais elle génère une faible chaleur rayonnante en raison de l'absence de carbone et a tendance à se consumer rapidement.

L'hydrogène est inodore, incolore et insipide, de sorte que les fuites sont difficiles à détecter par les seuls sens humains. L'hydrogène n'est pas toxique, mais dans les environnements intérieurs tels que les salles de stockage des batteries, il peut s'accumuler et provoquer une asphyxie en remplaçant l'oxygène. Ce danger peut être compensé dans une certaine mesure en ajoutant des substances odorantes au carburant hydrogène, ce qui lui confère une odeur artificielle et alerte les utilisateurs en cas de fuite. Mais comme l'hydrogène se disperse rapidement, il est peu probable que l'odorisant voyage avec lui. L'hydrogène qui fuit à l'intérieur s'accumule rapidement, d'abord au niveau du plafond, puis finit par remplir la pièce. Par conséquent, l'emplacement des détecteurs de gaz est essentiel à la détection précoce d'une fuite.

L'hydrogène est généralement stocké et transporté dans des réservoirs d'hydrogène liquéfié. La dernière préoccupation est que, parce qu'il est comprimé, l'hydrogène liquide est extrêmement froid. Si l'hydrogène s'échappe de son réservoir et entre en contact avec la peau, il peut provoquer de graves gelures, voire la perte de certaines extrémités.

Quelle technologie de capteur est la meilleure pour détecter l'hydrogène ?

Crowcon dispose d'une large gamme de produits pour la détection de l'hydrogène. Les technologies traditionnelles de détection des gaz inflammables sont les pellistors et l'infrarouge (IR). Les capteurs de gaz à pellistors (également appelés capteurs de gaz à perles catalytiques) sont la principale technologie de détection des gaz inflammables depuis les années 1960. Vous pouvez en savoir plus sur les capteurs à pellistors sur notre page de solutions. Cependant, leur principal inconvénient est que dans les environnements à faible teneur en oxygène, les capteurs à pellistors ne fonctionnent pas correctement et peuvent même tomber en panne. Dans certaines installations, les pellistors risquent d'être empoisonnés ou inhibés, ce qui laisse les travailleurs sans protection. De plus, les capteurs à pellistors ne sont pas à sécurité intégrée, et une défaillance du capteur ne sera pas détectée à moins d'appliquer un gaz d'essai.

Les capteurs de type infrarouge constituent un moyen fiable de détecter les hydrocarbures inflammables dans les environnements à faible teneur en oxygène. Ils ne sont pas susceptibles d'être empoisonnés, de sorte que l'IR peut considérablement améliorer la sécurité dans ces conditions. Pour en savoir plus sur les capteurs IR, consultez notre page de solutions, et sur les différences entre les pellistors et les capteurs IR, consultez le blog suivant.

Tout comme les pellistors sont sensibles à l'empoisonnement, les capteurs IR sont sensibles aux chocs mécaniques et thermiques sévères et sont également fortement affectés par les changements de pression importants. De plus, les capteurs IR ne peuvent pas être utilisés pour détecter l'hydrogène. La meilleure option pour la détection des gaz inflammables à l'hydrogène est donc la technologie des capteurs MPS™ (molecular property spectrometer). Celle-ci ne nécessite pas d'étalonnage tout au long du cycle de vie du capteur, et comme la MPS détecte les gaz inflammables sans risque d'empoisonnement ou de fausses alarmes, elle permet de réaliser des économies considérables sur le coût total de possession et de réduire les interactions avec les unités, ce qui se traduit par une tranquillité d'esprit et moins de risques pour les opérateurs. La détection de gaz par spectromètre de propriété moléculaire a été développée à l'Université du Nevada et est actuellement la seule technologie de détection de gaz capable de détecter plusieurs gaz inflammables, y compris l'hydrogène, simultanément, de manière très précise et avec un seul capteur.

Lisez notre livre blanc pour en savoir plus sur notre technologie de capteur MPS, et pour plus d'informations sur la détection de l'hydrogène gazeux, visitez notre page sur l'industrie et jetez un coup d'œil à certaines de nos autres ressources sur l'hydrogène :

Que devez-vous savoir sur l'hydrogène ?

Hydrogène vert - Vue d'ensemble

Blue Hydrogen - Une vue d'ensemble

Xgard Bright MPS assure la détection de l'hydrogène dans une application de stockage d'énergie