Hydrogène vert : Un désert rempli de possibilités

Les avantages de l’hydrogène vert sont clairs : il a le potentiel de décarboniser plusieurs filières énergétiques à l’échelle mondiale. Maintenant, 96 pour cent de l’hydrogène est produit par des sources non renouvelables, mais l’hydrogène vert a l’avantage supplémentaire d’utiliser des sources d’énergie renouvelable, comme l’énergie solaire et éolienne avec faible intensité en carbone.

L’énergie solaire est à son plein potentiel dans des conditions désertiques comme celles du Sud-ouest américain, où il est-difficile d’assurer l’approvisionnement en eau et la charge d’alimentation en matières premières pour la production d’hydrogène vert et électrolytique. De plus, le stress hydrique (demande divisée par quantité d’eau) est le plus élevé au pays dans les zones arides comme le Sud-ouest. Garantir la qualité et la disponibilité de l’eau est crucial pour les installations de production et les communautés avoisinantes. Par exemple, l’eau de grande qualité requise pour l’entrée et le refroidissement est estimée à environ 12 tonnes d’eau pour chaque tonne d’hydrogène produite, ou 7,5 millions de litres (2 millions de gallons) par jour pour un électrolyseur de 300 MW.

Il est difficile d’obtenir un permis et l’approbation législative pour assurer l’approvisionnement en eau nécessaire là où elle se trouve en quantité limitée. Le défi est donc de mettre au point de l’hydrogène vert dans un désert tout en utilisant moins d’eau.

Par exemple, à Lodi en Californie, l’agence d’énergie de la Californie du Nord mène un projet phare pour la construction d’une installation de production et de cocombustion d’hydrogène située à côté de l’usine de contrôle de la pollution de l’eau de Lodi. Dans le cadre de la grappe de l’hydrogène de Lodi, le projet du Centre d’énergie de Lodi produira de l’hydrogène à faible teneur en carbone afin de réduire l’intensité carbonique de l’énergie produite à partir de gaz naturel. L’installation utilisera les eaux usées recyclées de l’usine de contrôle de la pollution de l’eau comme charge d’alimentation.

Pour tirer parti des ressources solaires du désert, la quantité totale d’eau utilisée pour la production d’hydrogène peut être réduite d’un grand pourcentage et ainsi, devenir plus économique, en posant les actions suivantes :

• Regrouper la production d’hydrogène avec des sources durables d’approvisionnement en eau. Comme Lodi, les installations de production d’hydrogène peuvent être regroupées près des usines de traitement des eaux usées ou d’autres installations qui produisent de l’eau recyclée. Vous pouvez réduire le besoin d’approvisionnement en eaux souterraines ou de surface et réutiliser favorablement les eaux usées qui autrement finiraient dans le flux de déchet ou l’étang d’évaporation. Vous pouvez aussi sélectionner les technologies qui récupèrent des eaux usées réutilisées de meilleure qualité, permettant d’économiser plus d’eau.
  
  
• Concevoir des systèmes avec un équipement et une technologie qui réduit l’utilisation totale d’eau. Vous pouvez réduire la demande globale en eau dans le cycle de vie de l’usine, du traitement au refroidissement, en choisissant le bon équipement. Ne manquez pas d’occasions pour être plus efficaces durant le processus de conception.
  
  
• Prendre en considération le flux de déchets du traitement de l’eau. La production d’hydrogène vert nécessite de l’eau hautement purifiée dans le système de l’électrolyseur. Les technologies de traitement telles que l’osmose inverse, l’échange d’ions et la déminéralisation produisent des courants de saumure concentrée qui doivent être gérés. Les projets effectués dans des cadres environnementaux délicats comme les déserts doivent prendre en considération la gestion stratégique des eaux usées, comme les systèmes zéro rejet liquide qui s’alignent avec les cadres réglementaires régionaux.
  
  
• Prendre en considération la récupération de chaleur résiduelle. Bien qu’elle soit à forte intensité de capital, la chaleur résiduelle provenant de la production d’hydrogène et des processus de compression peut être récupérée pour favoriser le dessalement et la gestion de la saumure, ainsi que réduire les exigences globales de refroidissement.
  
  
• Naviguer le marché de l’eau. Il est intéressant d’établir des relations de travail rapprochées avec les organismes de délivrance de permis pour l’eau dans la région. Par exemple, une bonne partie des systèmes d’eau et les infrastructures de transport et d’entreposage qui leur sont associées dans le Sud-ouest américain sont gérées de façon à ce que l’eau puisse être transférée à partir d’endroits éloignés sans envoyer les molécules d’eau en tant que telles. Une compréhension approfondie des défis propres au projet ainsi que du savoir organisationnel d’autres projets faciliteront les choses lorsque des obstacles réglementaires se présenteront.
  
  Il est possible d’implanter des projets d’hydrogène vert dans le désert. Nous avons travaillé avec l’hydrogène pendant plus de 50 ans en Amérique du Nord et ailleurs dans le monde. En plus du projet de Lodi, nous avons agi à titre de conseillers techniques principaux, en collaboration avec les parties prenantes, pour un des plus grands projets de chaîne d’approvisionnement en hydrogène au monde, qui fournira de l’hydrogène de l’Australie au Japon.
  
  L’hydrogène vert offre un grand nombre d’avantages pour la communauté, équilibrant environnement et croissance économique. L’hydrogène a la promesse de décarboniser les secteurs industriels lourds, les aidant sur le chemin vers la carboneutralité et les amenant vers une économie circulaire. Bien que nous réduisions nos émissions atmosphériques pouvant nuire à la qualité de l’air grâce à l’hydrogène, nous devons nous assurer de gérer les incidences sur les systèmes d’eau existants.