L'hydrogène vert, issu de sources d'énergie renouvelables et à faible teneur en carbone, peut jouer un rôle crucial en rapprochant une entreprise - ou un pays - de la neutralité carbone. Les applications courantes dans lesquelles l'hydrogène vert peut être utilisé sont les suivantes :

• Piles à combustible pour véhicules électriques
• Comme l'hydrogène dans le mélange de gaz de pipeline
• Dans les raffineries d'"acier vert" qui utilisent l'hydrogène comme source de chaleur plutôt que le charbon.
• Dans les porte-conteneurs alimentés par de l'ammoniac liquide fabriqué à partir d'hydrogène.
• Dans les turbines électriques à hydrogène qui peuvent produire de l'électricité lors des pics de demande.

Ce post explorera l'utilisation de l'hydrogène dans les mélanges de gaz de pipeline et les raffineries d'acier vert.

Injection d'hydrogène dans les pipelines

Les gouvernements et les entreprises de services publics du monde entier étudient les possibilités d'injecter de l'hydrogène dans leurs réseaux de gaz naturel, afin de réduire la consommation de combustibles fossiles et de limiter les émissions. En effet, l'injection d'hydrogène dans les pipelines figure désormais dans les stratégies nationales en matière d'hydrogène de l'UE, de l'Australie et du Royaume-Uni, la stratégie de l'UE en matière d'hydrogène prévoyant l'introduction de l'hydrogène dans les réseaux de gaz nationaux d'ici 2050.

D'un point de vue environnemental, l'ajout d'hydrogène au gaz naturel a le potentiel de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre, mais pour y parvenir, l'hydrogène doit être produit à partir de sources d'énergie à faible teneur en carbone et de sources renouvelables. Par exemple, l'hydrogène généré par électrolyse, les biodéchets ou les sources de combustibles fossiles qui utilisent le captage et le stockage du carbone (CSC).

De la même manière, les pays qui aspirent à développer une économie verte de l'hydrogène peuvent se tourner vers l'injection dans le réseau pour stimuler les investissements et développer de nouveaux marchés. Pour donner le coup d'envoi de son plan en faveur de l'hydrogène renouvelable, l'Australie occidentale prévoit d'introduire au moins 10 % d'hydrogène renouvelable dans ses gazoducs et réseaux, et d'avancer de 2040 à 2030 les objectifs de l'État dans le cadre de sa stratégie en faveur de l'hydrogène renouvelable.

Sur une base volumétrique, l'hydrogène a une densité énergétique beaucoup plus faible que le gaz naturel, de sorte que les utilisateurs finaux d'un gaz mélangé auraient besoin d'un plus grand volume de gaz pour obtenir le même pouvoir calorifique que ceux qui utilisent du gaz naturel pur. En clair, un mélange de 5 % d'hydrogène en volume ne se traduit pas directement par une réduction de 5 % de la consommation de combustibles fossiles.

Le mélange d'hydrogène dans notre approvisionnement en gaz présente-t-il un risque pour la sécurité ? Examinons ce risque :

1. L'hydrogène a une LIE plus faible que le gaz naturel, il y a donc un risque plus élevé de générer une atmosphère inflammable avec des mélanges de gaz.
2. L'hydrogène a une énergie d'allumage inférieure à celle du gaz naturel et une large plage d'inflammabilité (de 4 % à 74 % dans l'air), d'où un risque d'explosion plus élevé.
3. Les molécules d'hydrogène sont petites et se déplacent rapidement, de sorte que toute fuite de gaz mélangé se répandra plus rapidement et plus largement qu'avec du gaz naturel.

Au Royaume-Uni, le chauffage domestique et industriel représente la moitié de la consommation d'énergie du pays et un tiers de ses émissions de carbone. Depuis 2019, le premier projet britannique d'injection d'hydrogène dans le réseau de gaz est en cours, avec des essais réalisés à l'université de Keele. Le projet HyDeploy vise à injecter jusqu'à 20 % d'hydrogène et à le mélanger à l'approvisionnement en gaz existant pour chauffer des immeubles résidentiels et des campus sans changer les appareils à gaz ou la tuyauterie. Dans le cadre de ce projet, les détecteurs de gaz et l'analyseur de gaz de combustion Crowcon sont utilisés pour identifier l'impact du mélange d'hydrogène en termes de détection des fuites de gaz. L'analyseur de gaz de combustion Crowcon Sprint Pro est utilisé pour évaluer l'efficacité des chaudières.

L'analyseur de gaz de combustion Crowcon Sprint Pro est un analyseur de gaz de combustion de qualité professionnelle, avec des caractéristiques adaptées aux besoins des professionnels du génie climatique, une conception robuste, une sélection complète d'accessoires et une garantie de 5 ans. Pour en savoir plus sur lesite Sprint Pro , cliquez ici.

L'hydrogène dans l'industrie sidérurgique

La production traditionnelle de fer et d'acier est considérée comme l'un des plus grands émetteurs de polluants environnementaux, notamment de gaz à effet de serre et de poussières fines. Les procédés de fabrication de l'acier font largement appel aux combustibles fossiles, les produits du charbon représentant 78 % de ceux-ci. Il n'est donc pas surprenant que l'industrie sidérurgique émette environ 10 % de toutes les émissions mondiales de CO2 liées aux procédés et à l'énergie.

L'hydrogène pourrait être une solution de rechange pour les entreprises sidérurgiques qui cherchent à réduire radicalement leurs émissions de carbone. Plusieurs sidérurgistes en Allemagne et en Corée réduisent déjà leurs émissions grâce à une méthode de fabrication de l'acier par réduction de l'hydrogène, qui utilise l'hydrogène, et non le charbon, pour fabriquer l'acier. Traditionnellement, une quantité importante d'hydrogène est produite dans la fabrication de l'acier en tant que sous-produit appelé gaz de coke. En faisant passer ce gaz de coke par un processus appelé "capture et stockage du carbone" (CSC), les aciéries peuvent produire une quantité importante d'hydrogène bleu, qui peut ensuite être utilisé pour contrôler les températures et empêcher l'oxydation pendant la production de l'acier.

En outre, les sidérurgistes fabriquent des produits en acier spécifiquement destinés à l'hydrogène. Dans le cadre de sa nouvelle vision visant à devenir une entreprise verte de l'hydrogène, le sidérurgiste coréen POSCO a investi massivement dans le développement de produits en acier destinés à la production, au transport, au stockage et à l'utilisation de l'hydrogène.

Les risques liés aux gaz inflammables et toxiques étant nombreux dans les aciéries, il est important de comprendre la sensibilité croisée des gaz, car une fausse lecture de gaz peut s'avérer fatale. Par exemple, un haut fourneau produit une grande quantité de gaz chauds, poussiéreux, toxiques et inflammables, composés de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène. Les fabricants de détecteurs de gaz qui ont l'expérience de ces environnements connaissent bien le problème de l'hydrogène qui affecte les capteurs électrochimiques de CO, et fournissent donc des capteurs filtrés à l'hydrogène en standard aux aciéries.

Pour en savoir plus sur la sensibilité croisée, veuillez consulter notre blog. Les détecteurs de gaz Crowcon sont utilisés dans de nombreuses installations sidérurgiques à travers le monde, et vous pouvez en savoir plus sur les solutions Crowcon dans l'industrie sidérurgique ici.

Références :

1. L'injection d'hydrogène dans les réseaux de gaz naturel pourrait fournir une demande stable dont le secteur a besoin pour se développer (S&P Global Platts, 19 mai 2020).
2. L'Australie occidentale injecte 22 millions de dollars dans un plan d'action pour l'hydrogène (Power Engineering, 14 septembre 2020)
3. L'hydrogène vert dans les gazoducs : Solution de décarbonisation ou chimère ? (Green Tech Media, 20 nov. 2020)
4. L'hydrogène pourrait-il se greffer sur les infrastructures de gaz naturel ? (Réseau en ligne, 17 mars 2016)
5. Acier, hydrogène et énergies renouvelables : De drôles de compagnons ? Peut-être pas... (Forbes.com, 15 mai 2020)
6. POSCO va étendre sa production d'hydrogène à 5 millions de tonnes d'ici 2050 (Business Korea) Tonnes d'ici 2050 (Business Korea, 14 déc. 202 0)http://https://www.crowcon.com/wp-content/uploads/2020/07/shutterstock_607164341-scaled.jpg