COMPRESSEUR À HYDROGÈNE

1.Production d'énergie à partir d'hydrogène par compression à l'aide de compresseurs

L'hydrogène est le carburant ayant le plus haut contenu énergétique par unité de masse. Malheureusement, sa densité dans les conditions atmosphériques n'est que de 90 grammes par mètre cube. Afin d'atteindre des niveaux de densité énergétique exploitables, une compression efficace de l'hydrogène est indispensable.

2.Compression efficace de l'hydrogène avecdiaphragmecompresseurs

Le compresseur à membrane est un concept de compression éprouvé. Ces compresseurs à hydrogène compriment efficacement de petites et moyennes quantités d'hydrogène à des pressions élevées, voire extrêmement élevées (supérieures à 900 bars). Le principe de la membrane garantit une compression sans huile ni fuite, ainsi qu'une excellente pureté du produit. Les compresseurs à membrane fonctionnent de manière optimale en charge continue. En fonctionnement intermittent, la durée de vie de la membrane peut être réduite et la fréquence de maintenance accrue.

3.Compresseurs à piston pour la compression de grandes quantités d'hydrogène

Pour la production de grandes quantités d'hydrogène sans huile à une pression inférieure à 250 bars, les compresseurs à piston à fonctionnement à sec, éprouvés et testés à maintes reprises, constituent la solution. Une puissance d'entraînement largement supérieure à 3 000 kW peut être utilisée efficacement pour répondre à tous les besoins en compression d'hydrogène.

Pour les débits volumiques élevés et les hautes pressions, la combinaison d'étages à piston NEA avec des têtes à diaphragme sur un compresseur « hybride » offre une véritable solution de compression d'hydrogène.

1.Pourquoi l'hydrogène ?(Application)

Stockage et transport d'énergie à l'aide d'hydrogène comprimé

L'Accord de Paris de 2015 vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40 % d'ici 2030 par rapport à 1990. Pour réussir la transition énergétique nécessaire et assurer l'interdépendance des secteurs du chauffage, de l'industrie et des transports avec le secteur de la production d'électricité, quelles que soient les conditions météorologiques, il est indispensable de recourir à des vecteurs énergétiques alternatifs et à des méthodes de stockage. L'hydrogène (H2) présente un potentiel considérable en tant que vecteur de stockage d'énergie. Les énergies renouvelables, telles que l'éolien, le solaire ou l'hydraulique, peuvent être converties en hydrogène, puis stockées et transportées grâce à des compresseurs. Ainsi, une utilisation durable des ressources naturelles peut se conjuguer avec la prospérité et le développement.

4.1Compresseurs d'hydrogène dans les stations-service

Avec les véhicules électriques à batterie (VEB), les véhicules électriques à pile à combustible (VEPC) utilisant l'hydrogène comme carburant constituent un enjeu majeur pour la mobilité du futur. Des normes existent déjà et exigent actuellement des pressions de refoulement allant jusqu'à 1 000 bars.

4.2Transport routier alimenté à l'hydrogène

Le transport routier à hydrogène se concentre principalement sur le transport de marchandises par camions légers et lourds, ainsi que par semi-remorques. Leurs besoins énergétiques élevés, nécessaires à une grande autonomie et à des temps de ravitaillement courts, ne peuvent être satisfaits par la technologie des batteries. Plusieurs fournisseurs de camions électriques à pile à combustible hydrogène sont déjà présents sur le marché.

4.3L'hydrogène dans le transport ferroviaire

Pour le transport ferroviaire dans les zones non électrifiées, les trains à hydrogène peuvent remplacer les trains diesel. Dans de nombreux pays, les premiers trains hydrogène-électriques, avec une autonomie de plus de 800 km et une vitesse maximale de 140 km/h, sont déjà en service.

4.4L'hydrogène pour un transport maritime neutre en carbone et zéro émission

L'hydrogène trouve également sa place dans le transport maritime neutre en carbone et zéro émission. Les premiers ferries et cargos plus petits fonctionnant à l'hydrogène font actuellement l'objet d'essais intensifs. Par ailleurs, les carburants de synthèse à base d'hydrogène et de CO2 capturé constituent une option pour le transport maritime neutre en carbone. Ces carburants sur mesure pourraient également alimenter l'aviation du futur.

4.5L'hydrogène pour le chauffage et l'industrie

L'hydrogène est une matière première et un réactif important dans les procédés chimiques, pétrochimiques et autres procédés industriels.

Elle peut favoriser un couplage sectoriel efficace dans le cadre de l'approche Power-to-X pour ces applications. Le projet Power-to-Steel, par exemple, vise à décarboner la production d'acier. L'électricité est utilisée pour les procédés de fusion. L'hydrogène neutre en CO2 peut remplacer le coke dans le processus de réduction. Dans les raffineries, on observe les premiers projets utilisant de l'hydrogène produit par électrolyse, notamment pour la désulfuration des carburants.

Il existe également des applications industrielles à petite échelle, allant des chariots élévateurs à pile à combustible aux groupes électrogènes de secours à hydrogène. Ces derniers fournissent, tout comme les micropiles à combustible pour les habitations et autres bâtiments, de l'électricité et de la chaleur, et leur seul rejet est de l'eau propre.