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Production hydrogène

L’hydrogène est principalement utilisé dans les domaines industriels, notamment celui de la chimie. Il sert notamment à la production d’ammoniac ou de méthanol. Il est aussi employé pour transformer et nettoyer les produits pétroliers.

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Production hydrogène

: l’essentiel

Type de productionRenouvelable (vert), bas carbone (bleu/jaune),
fossile (gris)
Prix moyen5€/kg (vert), 2.50€/kg (bleu/jaune), 1.50€/kg (gris)
Part de production1% (vert), 4% (bleu/jaune), 70% (gris)

Modes de production de l’hydrogène

hydrogène vert picto

Hydrogène vert 

hydrogène gris picto

Hydrogène gris

hydrogène bleu picto

Hydrogène bleu

hydrogène jaune picto

Hydrogène jaune

Type de productionRenouvelableBas-carboneFossile
Type d’hydrogèneHydrogène vertHydrogène bleu / jauneHydrogène gris
FonctionnementÉlectrolyseVaporeformage du méthaneVaporeformage issu de combustible
Avantages
Inconvénients
Non polluant
Cher à produire, faible rendement
Fabrication facile, moins polluant que le grisPeu coûteux
Très polluants
Prix moyen5€/kg2.50€/kg1.50€/kg
Caractéristiques des différents modes de production de l’hydrogène

Le vaporeformage est basé sur la dissociation thermique de molécules de carbone (le méthane par exemple) en présence de vapeur d’eau et de chaleur.

Production d’hydrogène : hydrogène turquoise

La production d’hydrogène ne se limite pas aux seules couleurs vertes, bleues, jaunes et grises. D’autres procédés sont employés. C’est le cas de l’hydrogène turquoise obtenu par pyrolyse.

liquide picto

Renouvelable
5€/kg

gaz picto$

Bas carbone
2.50€/kg

solide picto

Fossile
1.50€/kg

La production d’hydrogène renouvelable

L’hydrogène est reconnu pour être une alternative intéressante aux énergies fossiles, d’autant plus que son mode de production est renouvelable.

La production d’hydrogène renouvelable par l’électrolyse de l’eau

fonctionnement production d’hydrogène renouvelable par l’électrolyse de l’eau

L’hydrogène vert est produit par électrolyse de l’eau, sans emploi d’énergie fossile. Le procédé permet de diviser la molécule d’eau pour récupérer l’élément chimique hydrogène.

Avantages

  • Sans émission de gaz à effet de serre
  • Fiable, risque d’épuisement, stockable

Inconvénients

  • Émission de CO2, même si maîtrisé
  • Hautement inflammable

L’usage de l’hydrogène vert est à but énergétique, que ce soit pour faire fonctionner un moteur ou une pile à combustible pour fournir de l’électricité. Son utilisation est principalement industrielle.

Son emploi reste toutefois limité, comme sa part dans la production mondiale d’hydrogène, 1%, même s’il tend à se développer.

Production hydrogène vert : développement

L’une des pistes de développement de l’hydrogène vert tient dans la capacité des électrolyseurs, afin de permettre de couvrir les mêmes quantités que la production d’hydrogène gris. Mais il reste la question de son transport, l’hydrogène étant hautement inflammable.

La production d’hydrogène bas carbone

L’hydrogène bas carbone rassemble les productions dites bleues et jaunes. Elles sont obtenues par vaporeformage pour la première, par électrolyse à partir d’énergie nucléaire pour la seconde. Ces deux méthodes ne représentent que 4% de la production mondiale d’hydrogène.

1. La production d’hydrogène bas carbone par électrolyse

L’hydrogène bas carbone par électrolyse correspond à l’hydrogène jaune. La production est obtenue par électrolyse de l’eau et celle-ci est associée au nucléaire.

Avantages

  • Respectueuse de l’environnement
  • Branche en plein développement

Inconvénients

  • Production encore limitée
  • Utilisation du nucléaire

Cette méthode de production de l’hydrogène devrait connaître une progression conséquente. En effet, l’État a décidé de privilégier ce mode de production bas carbone, au contraire de la production par captage du CO2 ou de l’hydrogène vert encore trop coûteux.

2. La production d’hydrogène bas carbone par vaporeformage

Cette solution consiste à séparer les molécules de carbone et d’hydrogène. Cette étape est associée au captage du CO2 afin d’éviter la pollution de l’atmosphère au cours de la transformation.

Avantages

  • Moins polluante que l’hydrogène gris
  • Captage du CO2 issu de la production

Inconvénients

  • Récupération du CO2 imparfaite
  • Fuite potentielle de méthane (gaz à effet de serre)

Si la production d’hydrogène bleu est considérée comme un incontournable pour s’orienter progressivement vers l’hydrogène vert, ce procédé est souvent pointé du doigt pour ses imperfections. Il reste toutefois moins polluant que l’hydrogène gris, tout en proposant un rendement important.

La production d’hydrogène bleu par gazéification

La production d’hydrogène peut également se faire par gazéification. Ce procédé consiste à brûler du charbon de bois à très haute température et d’en capter les gaz composés de dihydrogène et de monoxyde de carbone.

La production d’hydrogène fossile

L’hydrogène fossile (aussi appelé hydrogène gris) est obtenu à partir de combustibles fossiles, sans récupération des gaz à effet de serre. Ce procédé de production est le plus courant dans le monde, à hauteur de 70%. C’est aussi le plus polluant.

1. La production d’hydrogène fossile par vaporeformage

La méthode de production de l’hydrogène par vaporeformage consiste à séparer les molécules d’hydrogène et celles de carbone présentes dans la vapeur d’eau grâce à un procédé de surchauffe du gaz naturel.

Avantages

  • Une solution peu coûteuse
  • Une production élevée

Inconvénients

  • Un fort rejet de CO2
  • Combustibles fossiles, épuisables

Il est principalement destiné à être utilisé comme carburant. Il est aussi employé dans l’industrie en tant que vecteur pour le transport de gaz actifs, ou pour la fabrication de produits tels que l’ammoniac ou le verre des écrans plats, entre autres.

Dans son procédé fossile, la production d’hydrogène est vouée à être réduite en raison de son niveau de rejet de CO2, au profit de solutions plus environnementales. 

2. La production d’hydrogène fossile par gazéification

La production d’hydrogène fossile par gazéification connaît les mêmes avantages et inconvénients que l’hydrogène produit par vaporeformage. Seule change la méthode d’extraction.

Celle-ci consiste à brûler du charbon à très haute température pour produire des gaz (d’oxygène, de vapeur d’eau, de CO2 et d’hydrogène) grâce à l’injection d’oxygène ou d’air. Dans le cas de la production d’hydrogène, c’est cette seule molécule qui est captée.

La gazéification issue de la biomasse

Depuis quelles années se développe un procédé de production plus écologique. La solution utilise la biomasse en matière première. Elle est notamment destinée à la production de carburants.

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Foire aux questions

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