Les voies de production d’hydrogène à partir de la biomasse

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La demande énergétique mondiale croissante et l’augmentation des besoins en mobilité engendrent des exigences fortes pour une production durable de vecteurs d’énergie dans le secteur des transports. Dans le cadre d’une mobilité basée sur des piles à combustible, la production d’hydrogène à partir de biomasse représente une voie importante. Le Centre allemand de recherche sur la biomasse (DBFZ, Leipzig, Saxe) a récemment publié une étude dans laquelle ses chercheurs ont identifié, analysé et évalué divers processus de fabrication d’hydrogène biogène [1].

Les méthodes et technologies de production d’hydrogène biogène discutées actuellement se différencient par des approches très différentes en termes de maturité technologique et de besoins en recherche et développement pour une mise sur le marché. Dans ce contexte, l’objectif de cette étude était d’identifier, d’analyser et d’évaluer des voies de fabrication d’hydrogène biogène. Les méthodes et technologies qui ont particulièrement suscité un intérêt sont celles permettant une réalisation d’installations pilotes à court ou moyen-terme en Allemagne.

Pour l’étude, une présélection en deux étapes a d’abord été effectuée concernant tous les processus bio-et thermochimiques appropriés pour une conversion directe de la biomasse en hydrogène, selon leur conformité à l’objectif de l’étude. Les critères d’évaluation principaux étaient la maturité technique des procédés et des approches technologiques. Trois approches technologiques ont ainsi été identifiées et ont ensuite été soumises à une étude détaillée. Il s’agit du reformage à la vapeur de biogaz, ainsi que de deux méthodes employant une gazéification à lit fluidifié allothermique [2] de la biomasse. Pour ces trois approches technologiques, des concepts d’infrastructures ont été définis ; ceux-ci ont alors été examinés et évalués sur leurs performances techniques (bilans de matière et d’énergie, y compris en utilisant des schémas de procédés), environnementales (bilans écologiques) et économiques (calcul des coûts). Les principaux critères étaient, dans ce cas, le degré net de la conversion de la biomasse en hydrogène, la maturité technique, les besoins en investissement, les coûts de production d’hydrogène et les émissions de gaz à effet de serre associées. En outre, la disponibilité des matières premières pour les différents concepts a également été analysée et évaluée.

Les résultats ont montré qu’aucun des trois concepts n’est nettement supérieur dans toutes les catégories, mais plutôt que chacun présente des avantages et des inconvénients qui doivent être évalués les uns par rapport aux autres.

L’étude a été menée avec la participation de l’entreprise de conseil Ludwig Bölkow Systemtechnik (Ottobrun, Bavière) et celle de l’Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes et l’innovation (ISI) de Karlsruhe (Bade-Wurtemberg) entre mai 2011 et mai 2012.

Notes

  • [1] Le rapport final de l’étude est disponible (en allemand comprenant un résumé en anglais) à l’adresse suivante : www.dbfz.de
  • [2] En physique, dans l’étude de la matière molle, le concept de lit fluidifié permet de donner à une catégorie de solides certaines propriétés des fluides, liquides ou gaz, par injection d’un fluide au sein du solide (Wikipédia). Les réactions thermochimiques sont globalement endothermiques et nécessitent une énergie qui peut être produite par oxydation ou combustion partielle d’une partie de la ressource (transformation auto thermique) ou en utilisant l’appoint d’une source extérieure (transformation allothermique). Source : Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC).

Origine : BE Allemagne numéro 622 (19/07/2013) – ADIT – www.bulletins-electroniques.com