Environnement

Conversion des gazoducs à l’hydrogène

Comment KNF aide au transport de l’hydrogène dans les gazoducs

La quête mondiale d’un avenir plus respectueux de l’environnement implique d’envisager le recours à une multitude de technologies, de sources d’énergie et d’approches. Alors que de nombreuses sources d’énergie renouvelables sont actuellement testées ou sont déjà régulièrement utilisées, le stockage et le transport de cette énergie doivent encore faire face à de nombreux obstacles. Même si l’électrification est utile dans de nombreux domaines, elle n’est pas la panacée pour toutes les situations, et l’hydrogène pourrait s’en mêler. Mais pour fonctionner à grande échelle, il faut mettre en place une infrastructure H2, comme des hydrogénoducs (pipeline pour hydrogène). Une nouvelle approche pourrait permettre d’atteindre cet objectif plus rapidement et plus facilement que prévu par la conversion des gazoducs à l’hydrogène.

Les énergies vertes nécessitent le recours à de nouvelles solutions

Les sources d’énergie renouvelables sont souvent situées dans des zones reculées, comme les parcs éoliens offshore ou les centrales hydroélectriques dans les régions montagneuses. En outre, leur production d’énergie fluctue énormément, car, par exemple, les centrales solaires ne fonctionnent pas la nuit. Les capacités de stockage de l’énergie sont donc de plus en plus primordiales. La part croissante des énergies renouvelables dans notre mixte énergétique accroît donc le besoin de stockage et de transport de l’énergie sur de longues distances.1

L’hydrogène : idéal en matière de transport et de stockage

L’électricité peut être utilisée à la fois pour le stockage et le transport. Toutefois, elle ne fournit pas de réponses pleinement satisfaisantes dans toutes les situations. Elle pose des défis tels que la perte d’énergie ou l’inefficacité technique et économique. L’hydrogène s’avère plus avantageux sur le plan du stockage et du transport sur de longues distances.2 Il peut être stocké et transporté presque comme un gaz fossile.

 

Néanmoins, l’hydrogène n’est actuellement pas un vecteur énergétique courant. L’absence d'une infrastructure H2 bien établie, telle que des hydrogénoducs en est l’une des raisons. Une nouvelle approche consistant à convertir les gazoducs en infrastructures à hydrogène pourrait contribuer à résoudre ce problème de manière relativement rapide et économique.

Le développement des énergies vertes accroît les besoins de transport et de stockage.
Le développement des énergies vertes accroît les besoins de transport et de stockage.

H2 —une alternative au gaz naturel ?

À mesure que la transition vers des sources d’énergie plus vertes progresse, le besoin d’une meilleure infrastructure pour l'hydrogène augmentera, tandis que l'infrastructure servant pour les vecteurs d'énergie fossile sera moins utilisée. Il est donc logique d’essayer d’utiliser les infrastructures de gaz naturel existantes pour les applications de l’hydrogène. Et en effet, plusieurs projets sont en cours dans différentes régions du monde pour explorer la faisabilité technique et économique de cette option.3

L’hydrogène dans les gazoducs : déjà une réalité

Alors que certaines entreprises étudient la possibilité de mélanger l'hydrogène et le gaz fossile4, d’autres tentent de transporter de l’H2 pur en convertissant des gazoducs pour recevoir de l’hydrogène.

 

Dans des pays comme la France, l’Allemagne, le Japon, la Suisse, le Royaume-Uni et les États-Unis, il s’est avéré possible de mélanger jusqu’à 20 % d’hydrogène à des flux de gaz fossiles sans affecter les pipelines.5 De cette façon, l’empreinte carbone de certaines applications du gaz naturel est réduite dès aujourd’hui en opération normale.

Convertir les gazoducs à l’hydrogène

L’utilisation d’hydrogène pur dans les gazoducs classiques est une entreprise relativement nouvelle. Avant que des expériences ne soient menées, on craignait que l’H2 n’endommage les pipelines métalliques en raison de la fragilisation liée à l’hydrogène. Il s’est avéré que ce n’était pas le cas.

 

Avec les gazoducs classiques, seuls les composants tels que les pompes et les compresseurs ainsi que les unités de mesure et de contrôle doivent être remplacés lors du passage à un mélange contenant 25 % d’hydrogène ou plus. Il n’est pas nécessaire de procéder à une modification du revêtement intérieur des canalisations ou à d’autres modifications à grande échelle.6

L’hydrogène dans les gazoducs : des capacités comparables

L’hydrogène et le gaz naturel diffèrent énormément par leur densité énergétique par volume. L’H2 offre environ un tiers de l’énergie que le gaz fossile transporte dans le même volume. À première vue, cela semble problématique, car cela signifierait qu’un pipeline transportant auparavant du gaz naturel ne fournirait qu’un tiers de l’énergie lorsqu’il serait transformé en pipeline d’hydrogène.

 

Heureusement, ce n’est pas le cas, car l’hydrogène est beaucoup moins dense que le gaz fossile, ce qui permet des débits beaucoup plus élevés. Ainsi, un gazoduc réaffecté à l’hydrogène peut encore fournir 80 à 90 % de la capacité de transport.7

Comment KNF peut aider à convertir les gazoducs à l’hydrogène

Grâce à des décennies d’expérience dans les applications de l’hydrogène, KNF connaît les exigences particulières de ce vecteur énergétique. Actuellement, les pompes KNF sont utilisées dans le monde entier pour des applications H2 telles que le transport, le traitement, l’analyse et la fourniture d’hydrogène aux piles à combustible. Pour les opérations à petite échelle et les applications de laboratoire, KNF propose également des solutions d’alimentation pour pipeline. En même temps, KNF fournit des pompes pour les applications des gazoducs, comme la détection des fuites.

 

Basées sur une approche modulaire éprouvée, les pompes peuvent être adaptées à presque toutes les applications. Ainsi, KNF peut fournir rapidement des pompes de haute qualité offrant une sécurité et une fiabilité exceptionnelles et adaptées à des applications spécifiques telles que l’utilisation d’hydrogène dans les gazoducs.

Bibliographie

1 Khan, N., Dilshad, S., Khalid R., Kalair, A. R. &  Abas, N. (2019). Review of energy storage and transportation of energy. Energy Storage. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://doi.org/10.1002/est2.49

 

2 Semeraro, M. A. (2021). Renewable energy transport via hydrogen pipelines and HVDC transmission lines. Energy Strategy Reviews, Volume 35. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://doi.org/10.1016/j.esr.2021.100658

 

3 Brezonick, M. (2020). European Consortium Plans Repurposed Hydrogen Pipeline. Diesel & Gas Turbine Worldwide. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://www.dieselgasturbine.com/8009372.article

 

4 Jewkes, S. (2020). TAP pipeline explores feasibility of blending hydrogen. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://www.reuters.com/article/tap-hydrogen-study/tap-pipeline-explores-feasibility-of-blending-hydrogen-idUKKBN28J2EH

 

5 NREL. (2020). HyBlend Project To Accelerate Potential for Blending Hydrogen in Natural Gas Pipelines. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://www.nrel.gov/news/program/2020/hyblend-project-to-accelerate-potential-for-blending-hydrogen-in-natural-gas-pipelines.html

 

6 Nationaler Wasserstoffrat. (2021). Wasserstofftransport. Récupéré le 7 janvier 2022 de https://www.wasserstoffrat.de/fileadmin/wasserstoffrat/media/Dokumente/NWR_Wasserstofftransport_WEB-Bf.pdf

 

7 Ibid.

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