Un nouveau tour sur les options émergentes de carburant d’hydrogène est «l’hydrogène propre» fabriqué à partir de déchets.

Les premiers pionniers de ces technologies d’hydrogène à partir de déchets tels que Ways2H, SGH2 Energy (SGH2) et Standard Hydrogen disent non seulement qu’ils fabriquent des carburants sans carbone et riches en énergie, leurs approches détourneront également des montagnes de déchets des décharges et des voies navigables, réduire les émissions de gaz à effet de serre.

L’hydrogène vert – fabriqué en divisant l’hydrogène et l’oxygène de l’eau en utilisant l’électricité produite par des sources renouvelables – est un petit poisson dans le «bassin des énergies». Aujourd’hui, plus de 95 pour cent d’hydrogène est d’origine fossile et ne dépend pas des énergies renouvelables. D’autres technologies sont en jeu, comme les véhicules électriques à batterie.

L’hydrogène issu des déchets est un poisson encore plus petit que l’hydrogène issu des énergies renouvelables. Il n’y a que quelques projets de conversion des déchets en hydrogène, dont la plupart en sont aux premiers stades et à une échelle relativement petite.

Pourtant, il existe un potentiel de décollage de l’hydrogène propre – à faible ou à zéro carbone – selon les experts en énergie. Il est économe en énergie, abondant et une alternative écologique au gaz naturel. L’hydrogène propre pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre des combustibles fossiles jusqu’à 34%, signalé Bloomberg New Energy Finance.

Déployé à grande échelle, l’hydrogène de toutes sources pourrait représenter près de 20% de l’énergie consommée d’ici 2050, projette le Conseil de l’hydrogène. La demande annuelle pourrait alors atteindre 19 120 458 891 tonnes, soit une multiplication par dix de 2015 à 2050.

Lorsque nous avons commencé à commercialiser nos services, nous nous attendions à ce que la plupart des intérêts se concentrent sur nos capacités de production d’hydrogène, mais la plupart des demandes ont porté sur la consommation de déchets.

En regardant spécifiquement l’hydrogène à partir d’énergie renouvelable, Bloomberg calcule que si le coût de la technologie pour la produire continue sa courbe descendante actuelle, l’hydrogène renouvelable pourrait être compétitif avec le gaz naturel dans plusieurs pays avant 2050. Et cela pourrait être moins cher que la production d’hydrogène à partir de l’énergie naturelle gaz. Combinées à une poussée pour la décarbonisation, ces économies pourraient stimuler la demande, prévoient des experts en énergie.

Quelques entreprises technologiques travaillent à la production d’hydrogène propre en Europe et en Asie et, récemment, en Californie. Alors que l’État pèse de l’hydrogène comme voie possible vers son objectif de neutralité carbone au milieu du siècle, les décideurs politiques de Californie suivent des recherches émergentes, notamment rapport récent du Lawrence Livermore National Laboratory qui étudie spécifiquement la conversion de l’hydrogène à partir des déchets. Il a conclu que cette approche pourrait être un moyen rentable de réaliser des émissions négatives.

Une entreprise qui espère capitaliser est Ways2H, qui a un procédé thermique convertir les déchets solides municipaux, les déchets médicaux, les plastiques et les boues d’épuration en hydrogène renouvelable. Avec quatre pilotes à son actif, l’entreprise prévoit prochainement de lancer un projet commercial à Tokyo. Il commencera par fabriquer du carburant de transport à partir des boues d’épuration, puis ajoutera du plastique, selon l’entreprise.

Plus tard cette année, le développeur a l’intention de construire une usine en Californie pour produire de l’hydrogène à partir de déchets pour le carburant de transport ou pour le réseau électrique; il négocie avec un fournisseur de soins de santé pour fournir les déchets. Le plan est de construire plus d’usines en Californie et dans d’autres sites américains en 2021.

Photo ci-dessus gracieuseté de Ways2H

Le PDG de Ways2H, Jean-Louis Kindler, pense avoir trouvé un créneau prometteur. « Alors que nous voyons de plus en plus de véhicules à pile à combustible à hydrogène, à commencer par les applications de transport en commun… qui se produisent dans le monde entier, et à mesure que de plus en plus de services publics adoptent l’hydrogène comme carburant pour la production d’électricité, la production d’hydrogène renouvelable à partir de déchets sera une source d’approvisionnement importante pour répondre à la croissance propre. demande d’hydrogène « , a-t-il déclaré.

Est-ce la meilleure seconde vie pour les déchets? Energy Transitions Commission, une coalition mondiale de leaders du paysage énergétique, est explorer les systèmes énergétiques sobres en carbone – y compris différentes façons de fabriquer de l’hydrogène. La position de la commission est que tirer parti de la biomasse pour fabriquer de l’hydrogène n’est pas une utilisation optimale des déchets comme matière première.

« Nous essayons de comprendre la demande de bioressources et de prioriser son utilisation, en l’utilisant comme une ressource où il n’y a pas d’autres options à faible teneur en carbone. Il existe d’autres façons de fabriquer de l’hydrogène. En attendant, il existe des applications avec peu d’options à faible teneur en carbone qui nécessitent le plus de biomasse, comme les biocarburants pour l’aviation « , a déclaré Meera Atreya, responsable de la bioéconomie de la Commission de transition énergétique.

Cela n’a pas dissuadé Ways2H et d’autres d’aller de l’avant.

SGH2, par exemple, produit de l’hydrogène à partir de papier mélangé, qui est introduit dans un gazéificateur qui fonctionne à une chaleur très élevée générée par des torches à oxygène et à plasma. La chaleur décompose les hydrocarbures des déchets en un gaz synthétique; l’hydrogène est ensuite séparé et purifié à 99,9999 pour cent.

Sa première usine sera en mesure de générer 3800 tonnes d’hydrogène vert par an à partir des déchets fournis par la ville de Lancaster en Californie, qui sera copropriétaire de l’installation selon un protocole d’accord, selon le site Web de SGH2.

L’image ci-dessus décrit le processus de SGH2.

SGH2 négocie avec des stations-service intéressées par la production de l’usine de Lancaster. Le PDG de SGH2, Robert Do, qui a des antécédents en physique, en médecine et en affaires, ne peut pas encore nommer d’entreprises, mais a déclaré: « Nous avons également suscité un énorme intérêt de la part d’autres acheteurs en Californie et dans le monde. Nous sommes en pourparlers avec des services publics, des cimenteries et fabricants d’autobus à hydrogène, entre autres.  »

Une analyse préliminaire du cycle de vie indique que pour chaque tonne d’hydrogène produite, le processus de SGH2 déplace 13 à 19 tonnes de CO2 de plus que les processus utilisant l’électrolyse pour diviser l’hydrogène et l’oxygène de l’eau. Do a déclaré que ses coûts de production étaient inférieurs, atteignant en moyenne 2 $ le kg.

« Nous pouvons le faire moins cher parce que notre combustible est gratuit, en échange d’offrir des services d’élimination sans frais pour les générateurs. Et nous pouvons faire fonctionner l’usine toute l’année tandis que l’électrolyse dépend de la disponibilité de l’énergie solaire et éolienne », a-t-il déclaré.

Un Conseil de l’hydrogène 2020 rapport affirme que l’hydrogène renouvelable produit par électrolyse est d’environ 6 $ / kg d’hydrogène; bien que les coûts aient diminué, et il prévoit qu’ils continueront de baisser.

Un autre pionnier du mouvement des déchets en hydrogène est Standard Hydrogen Company, qui convertit les déchets en sulfure d’hydrogène, puis en les divisant en hydrogène et en soufre en faire du carburant de l’hydrogène. Comme SGH2, la société affirme que son procédé est moins cher que l’électrolyse car il consomme moins d’énergie et ne nécessite pas d’eau.

Le PDG de Standard Hydrogen, Alan Mintzer, espère conclure sa première coentreprise cet été avec un consortium de services publics et de multinationales nord-américains qui fourniront des matières premières et achèteront l’hydrogène. Il vise un prix de gros de 4 $ / kg et de 5 $ / kg au détail.

«Lorsque nous avons commencé à commercialiser nos services, nous nous attendions à ce que la plus grande partie de l’intérêt soit centrée sur nos capacités de production d’hydrogène, mais la plupart des demandes ont porté sur la consommation de déchets. Non seulement nous nettoyerons les décharges et les décharges de plastique et de pneus, mais notre processus nous incitera pour aller dans les îles flottantes des ordures dans les océans et les convertir en hydrogène « , a déclaré Mintzer.

La California Energy Commission (CEC) et d’autres agences de cet État ont financé des recherches sur le carburant de transport d’hydrogène, y compris potentiellement à partir de déchets.

« Alors que l’État passe à une décarbonisation profonde, nous explorons toutes les options – y compris l’hydrogène en tant que vecteur d’énergie propre – afin d’identifier les voies les plus rentables pour réduire les émissions de carbone et protéger la santé publique », a déclaré Laurie ten Hope, adjointe directeur de la recherche et du développement énergétiques à la California Energy Commission.

Solutions technologiques et d’investissementfait partie de ceux qui font des recherches pour la Californie. Son projet, en collaboration avec l’Université de Californie du Sud (USC), consiste à convertir les déchets organiques en biogaz par digestion anaérobie et utilise le reformeur catalytique de l’USC pour convertir le méthane en hydrogène pour une utilisation potentielle comme carburant pour les véhicules.

Pourtant, le processus de fabrication de l’hydrogène combustible à partir de n’importe quelle source a du chemin à parcourir avant d’avoir des bases solides, même dans un État engagé dans la décarbonisation.

Alors que la Californie est mandaté Pour mettre en service 100 stations de ravitaillement en hydrogène d’ici 2025, et cherche à en ajouter davantage, elle compte actuellement un peu plus de 6 000 véhicules à hydrogène sur la route, contre près de 700 000 véhicules électriques, a indiqué une porte-parole de la CEC. Elle a ajouté: « Alors que l’État a investi dans les technologies de l’hydrogène, il y a aujourd’hui beaucoup moins d’adoption des véhicules à pile à combustible à hydrogène que des véhicules électriques. »

À travers leurs douleurs de croissance, les développeurs travaillant sur l’hydrogène à partir de déchets sont sur quelque chose, a spéculé Keith D. Patch, consultant en énergie et technologie. Non seulement les autres technologies propres telles que l’électrolyse sont chères, mais elles nécessitent une énergie énorme et ne résolvent pas le problème des déchets que les technologies de conversion des déchets pourraient, souligne-t-il. Mais quels sont les obstacles?

« Le plus grand obstacle a été les prévisions trop optimistes des entreprises de conversion des déchets, principalement en ce qui concerne la maturité technique et l’économie commerciale. Mais une fois que la préparation commerciale est validée par des tests robustes en sous-échelle, l’industrie devrait être prête à décoller », a déclaré Patch.