Quel mode d'approvisionnement en hydrogène choisir selon ma consommation ?
Le mode d'approvisionnement en hydrogène dépend fortement du procédé industriel, du profil de consommation et aussi des contraintes logistiques comme l'accessibilité des lieux, l’espace disponible sur site, et les impératifs de sécurité. Que vous optiez pour une solution d'hydrogène liquide ou gazeux, Air Liquide vous offre un approvisionnement fiable, sûr et performant.
Points clés
- Cadres et bouteilles d'hydrogène gazeux pour les petites consommations et les laboratoires.
- Semi-remorques d'hydrogène gazeux haute pression pour les besoins industriels importants.
- Livraison d'hydrogène liquide pour les fortes consommations ou en cas de contraintes d’espace.
- Raccordement aux pipelines d'hydrogène pour les bassins industriels.
Le choix de la fourniture d'hydrogène doit répondre au profil d’usage et de consommation, tout en respectant les contraintes logistiques, les besoins de réduction de l'empreinte carbone et de compétitivité économique, ainsi que les défis de la transition énergétique.
Pour sélectionner la solution technique la plus appropriée à votre application industrielle, les experts d'Air Liquide s’appuient sur :
- l'évaluation du type de consommation (ponctuelle ou récurrente),
- le besoin mensuel et le pic de consommation,
- la pression de service,
- les aspects logistiques,
- les infrastructures d'approvisionnement,
- sans oublier les obligations déclaratives de sécurité.
Approvisionnement en hydrogène sous forme gazeuse ou liquide selon profil de consommation ?
Quand utiliser l'hydrogène gazeux en cadres ou bouteilles ?
Disponible en plusieurs tailles, la bouteille est la meilleure option pour de très faibles consommations. La plus grande, la B50, contient moins d’un kg d'hydrogène gazeux à 200 bar. L'hydrogène en bouteille est disponible en plusieurs niveaux de pureté, de la qualité industrielle à la très haute pureté (99,9999 % de la gamme ALPHAGAZ™ 2), ce qui rend ce mode d'approvisionnement adapté aux laboratoires d'analyse, aux processus de R&D et de développement de nouvelles technologies ou aux besoins industriels de tests.
Les cadres d'hydrogène sont composés de plusieurs bouteilles reliées ensemble, et sont disponibles en qualité industrielle, fuel cell ou haute pureté. Un cadre de 18 bouteilles B50, qui contient environ 14 kg de H₂ gazeux à 200 bar; a une occupation du sol limitée, il est facilement déplaçable et offre une flexibilité logistique optimale. Grâce à ses caractéristiques, ils sont utilisés dans tous les secteurs de l’industrie et la mobilité propre.
Quand préférer l’hydrogène gazeux en semi-remorques ou “tube trailer”
Les semi-remorques (ou tube trailers) se déclinent en différentes capacités :
- Modèles à 200 bar qui peuvent transporter entre 300 et 500 kg d'hydrogène ;
- Versions à 300 bar qui peuvent contenir plus de 800 kg.
La compression permet d’augmenter la masse de gaz transportée, en réduisant le nombre de trajets et les émissions de carbone relatives au transport. Ces volumes sont adaptés à la production dans différents secteurs industriels (chimie, métallurgie, verre), pour alimenter de petites stations-service à l'hydrogène et aussi pour réaliser des tests dans des projets industriels de longue durée et des opérations de dépannage ou de maintenance.
La logistique de livraison doit être choisie en fonction :
- du profil de consommation,
- de la réglementation de sécurité en vigueur encadrant les risques d'incendie, d’explosion et d'accidents majeurs (seuil de déclaration ou d'autorisation selon les normes locales en vigueur)
- et des infrastructures logistiques du site industriel.
Les experts d’Air Liquide prennent en compte tous les éléments nécessaires pour vous proposer la solution la plus adaptée à vos besoins.
L'hydrogène liquide pour les très grandes consommations
Une semi-remorque cryogénique ou un conteneur ISO permettent d’acheminer jusqu'à 4 000 kg (4 tonnes) d'hydrogène à -253 °C en un seul trajet.
L’hydrogène liquide est, en effet, la solution idéale pour les applications industrielles nécessitant de grands volumes d'hydrogène, et quand les distances entre la source d'hydrogène et le point d’utilisation sont trop importantes. Cela demande un espace au sol adapté pour respecter les normes strictes inhérentes au stockage cryogénique.
La livraison en semi-remorque cryogénique est aussi la solution idéale pour toutes les applications qui utilisent l'hydrogène en phase liquide : test des réservoirs LH₂, propulsion pour le secteur naval, mobilité lourde des camions pour remplacer la mobilité basée sur les combustibles fossiles.
Quand l'approvisionnement en hydrogène par pipeline est-il pertinent ?
Les grands bassins industriels sont fournis en hydrogène gazeux par canalisation. C’est le cas des grandes raffineries, des centres de production primaire d’acier, de la verrerie, du ciment et des très grandes industries de la chimie. L'approvisionnement par canalisation (pipelines) assure un flux continu d'hydrogène en quantités très importantes, et ne nécessite pas de livraisons routières, ni de stockage.
La construction d’un pipeline d'hydrogène est assez onéreuse. Ce mode de livraison est principalement dédié aux activités et installations industrielles s'engageant sur une consommation de plusieurs décennies. Le transport par canalisation d'hydrogène, surtout produit à partir de sources énergétiques renouvelables, est en train de devenir un atout principal pour la souveraineté énergétique de l'Europe et pour réduire la dépendance énergétique au pétrole et au gaz importés.
Quand opter pour une production d’hydrogène sur site ?
La production sur site est une possibilité intéressante quand le besoin d'hydrogène gazeux est important et que la distance par rapport au réseau de pipeline est trop grande.
L'hydrogène produit par électrolyse de l’eau ou vaporeformage de biométhane avec des énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique) ou décarbonées (nucléaire) représente une solution à empreinte carbone basse.
Cependant, l’exploitation d'un électrolyseur ou d’un SMR (Steam Methane Reformer) peut se révéler complexe et nécessiter une logistique spécifique pour gérer les phases d'arrêt du générateur, notamment pour les maintenances ou les pannes.
Tableau comparatif des modes d'approvisionnement en hydrogène
| Mode | Volumes contenue dans le format / Conditionnement | Profil de consommation / avantages de l'approvisionnement | Pureté disponible | Applications |
|---|---|---|---|---|
| Bouteilles individuelles H₂ gazeux à haute pression | > 1 Kg pour une bouteille B50 à 200 bar | Très faibles consommations / besoin ponctuels | Toute la gamme de pureté : Industrielle, fuel cell, très haute pureté (ALPHAGAZ™ 2 N60 99,9999 %) | Laboratoires, R&D, étalonnage, petits consommations |
| Cadres de bouteilles H₂ gazeux à haute pression | ~14Kg pour un assemblage de 18 bouteilles de B50 à 200 bar | Faibles à moyennes consommations / grande flexibilité et installations “mobiles” | Très large gamme de pureté : qualité Industrielle, Fuel Cell, a la très haute pureté (ALPHAGAZ™ N50 99,999 %) | Petite industrie, essais sur site, test pour mobilité à H₂, maintenance véhicules à H₂ |
| Semi-remorques gaz (Tube trailers) gazeux à haute pression | En moyenne: ~ 300 - 500 Kg pour un remorque à 200 bar ~ 800 Kg maxi pour un remorque à 300 bar | Consommations moyennes / utilisation régulière en industrie ou ponctuelle pour test longue durée | Gamme très : étendue Industrielle, fuel cell, Haute pureté | Chimie, verre, métallurgie, opération de maintenance raffinerie, test cimenterie, petites stations H₂. |
| Hydrogène liquide (LH₂) | Cisterne cryogénique / Conteneur ISO (-253 °C, jusqu'à 4 t) | Grandes consommations ou besoin de H₂ liquide / optimisation du transports, contraintes d'espace sur site | Ultrapure par nature, en générale N45 99,995 % | Usages cryogéniques (spatial, naval, mobilité lourde), sites à forte consommation éloignés des sources. |
| Canalisation (Pipeline) | Réseau dédié de gazoducs souterrains | Consommations gazeuse massives en continu / sans transport routier, pour besoin sur le long terme. | Selon le cahier des charges du bassin | Bassins industriels étendus: raffineries, chimie, sidérurgie, etc |
| Production sur site (On-site) | Électrolyseur (ELY) alimenté avec électricité et eau disponibles sur site (> 0.5 MW a des centaines de MW), SMR biométhane (Vaporeformage) | Consommation gazeuse très grand sur un site loin de la canalisation H₂ / independence logistique; pas de transport et optimale si electricité disponible | Adaptée aux besoins du procédé | Industrie à forte consommation, bassins industriels, chimie, sidérurgie, transport; ou production H₂ pour distribution par canalisation |
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