Une équipe de chercheurs autrichiens développe un procédé pour produire de l’hydrogène vert à partir de bois

Sur Terre, l’hydrogène n’existe presque uniquement que sous forme liée, comme dans l’eau ou les hydrocarbures : pour en produire, il est ainsi nécessaire de le synthétiser à partir d’une matière première. Son utilisation est intéressante, parce qu’il peut être utilisé comme vecteur d’énergie (et non une source d’énergie) en remplacement de combustibles et de carburants d’origine fossiles. Lorsque l’on parle d’hydrogène renouvelable, il s’agit de l’hydrogène issu de l’électrolyse de l’eau, qui consiste à utiliser de l’électricité renouvelable (éolienne, solaire ou hydraulique) pour produire de l’hydrogène à partir d’eau. Cependant, les avis divergent sur l’hydrogène, car sa production n’est pas toujours considérée comme « verte » : en effet, la production et l’utilisation de ce gaz à l’heure actuelle – notamment par l’industrie – est majoritairement issu d’énergies fossiles, surtout le gaz naturel.

Ces dernières années, les processus de conversions biochimiques de la biomasse (il s’agit de matières organiques, aussi bien d’origine végétale (bois, résidus alimentaires) qu’animale utilisables comme source d’énergie) comme la gazéification sont devenus des solutions intéressantes pour la production d’hydrogène renouvelable (selon la Commission européenne, la conversion biochimique de la biomasse permet bien de produire de l’hydrogène renouvelable. Pour plus d’informations sur les différents procédés de production d’hydrogène, consulter la communication de la Commission européenne Une stratégie de l’hydrogène pour une Europe climatiquement neutre (pp.4-5)). Toutefois, l’inconvénient de ce système est qu’il nécessite un processus de purification complexe qui nécessite un apport énergétique élevé. Dans le cadre du projet Horizon 2020 « Reactor Optimization by Membrane Enhanced Operation » (ROMEO), le centre de compétences Bioenergy and Sustainable Technologies (BEST) basé à Graz a cherché à optimiser ce processus, en collaboration avec huit autres partenaires européens. L’équipe a en effet mis au point un réacteur permettant de produire de l’hydrogène à partir de déchets de bois avec un faible apport énergétique.

Comment fonctionne ce réacteur ? Outre le carbone, le bois contient de l’hydrogène sous forme d’hydrocarbures. La gazéification permise par le réacteur permet d’extraire cet hydrogène à partir d’eau et d’un gaz de synthèse contenant du monoxyde de carbone au moyen d’un catalyseur. La réaction ainsi produite, qui génère également du dioxyde de carbone en plus de l’hydrogène, est appelée « Water Gas Shift reaction » (litt. « réaction de conversion du gaz à l’eau »). Ces réactions se font généralement à partir d’installations complexes où l’hydrogène est séparé du dioxyde de carbone par des procédés très coûteux en énergie. Là où ce nouveau réacteur innove est qu’il permet de combiner la séparation du dioxyde de carbone et la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène en une seule étape. Cela est permis par un catalyseur spécial, doté de nouvelles membranes de séparation qui permettent des taux de conversion élevés avec des apports en ressources et en énergie beaucoup plus faibles que d’habitude. Cela se note par exemple au niveau des températures de conversion (environ 120 au lieu de 500 degrés Celsius normalement).

Le développement d’un tel réacteur, qui en est pour l’instant à un stade pilote, a ainsi permis une réduction radicale de la consommation et des émissions d’énergie, selon une déclaration du BEST. Plus précisément, la consommation d’énergie a été réduite jusqu’à 15 % et les émissions jusqu’à 40 %, bien que la production d’hydrogène ait été nettement supérieure aux prévisions. Le centre de Graz par ailleurs souligné que des développements supplémentaires étaient encore nécessaires pour une application industrielle.

Pour en savoir plus :

• Sur le projet ROMEO : http://www.romeo-h2020.eu/

Sources :

• Commission européenne, Communication de la Commission au Parlement européen, au Conseil, au Comité économique et social européen et au Comité des Régions : Une stratégie de l’hydrogène pour une Europe climatiquement neutre
• Der Standard, Grüner Wasserstoff aus Holz (en allemand)
• Studium.at, Neues Reaktorkonzept soll Wasserstoff-Produktion aus Holz verbessern (en allemand)

Rédactrice : Kalina Esmein, kalina.esmein[at]diplomatie.gouv.fr - https://at.ambafrance.org/