Qu’est-ce que la plasmalyse, ce procédé secret qui transforme le gaz fossile en hydrogène vert ?
Produire de l’hydrogène, aujourd’hui, c’est produire du dioxyde de carbone. En effet, 95 % de la production mondiale d’hydrogène utilise le procédé de vaporeformage du méthane ou de gazéification du charbon. Deux procédés qui génèrent des émissions massives de dioxyde de carbone. Ainsi, dans sa grande majorité, l’hydrogène est dit « gris ». Mais il existe des alternatives.
D’autres procédés permettent de produire de l’hydrogène propre, dit « vert » ou « jaune ». En premier lieu, l’électrolyse de l’eau, qui utilise de l’électricité nucléaire ou renouvelable, et ne produit aucune émission de CO₂. Il s’agit du procédé phare employé aujourd’hui pour produire de l’hydrogène décarboné. Il a néanmoins l’inconvénient de consommer une grande quantité d’électricité et de ne satisfaire qu’une infime part de l’hydrogène consommé dans le monde à ce jour.
La plasmalyse du méthane est une autre voie. Ce procédé permet de produire de l’hydrogène bas-carbone à partir de méthane, par la pyrolyse de ce dernier – c’est-à-dire une réaction de décomposition du méthane (CH₄) en ses atomes de base : hydrogène et carbone. La réaction se fait à très haute température (au moins égale à 1600 °C), et l’énergie est fournie par un plasma généré par de l’électricité.
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La plasmalyse produit ainsi d’un côté de l’hydrogène, et de l’autre côté du carbone pur. L’hydrogène, nommé « turquoise » dans ces circonstances, peut ensuite être revendu pour les mêmes applications que les autres types d’hydrogène. Quant au carbone produit, il est solide, il ne s’échappe donc pas dans l’atmosphère. Il est récupéré et valorisé : il peut en effet être revendu pour être utilisé comme « noir de carbone », et ses applications sont diverses : fabrication des pneus, colorant dans les peintures ou les plastiques, voire fertilisation des sols.
Et le procédé s’avère plutôt sobre. Le méthane est en effet plus facile à décomposer (« casser ») que l’eau, et il en résulte une consommation bien moindre d’énergie : la plasmalyse du méthane consomme 18,5 MJ/kg-H₂ (mégajoules par kilogramme d’hydrogène produit), à comparer à 143 MJ/kg-H₂ pour l’électrolyse de l’eau. Et les émissions de CO₂ sont quasi nulles, à comparer avec le vaporeformage qui émet environ 10 à 12 kg-CO₂/kg-H₂.
L’institut belge Materia Nova a récemment perfectionné le procédé original – le procédé Kvaerner inventé en 1990 – et a mis au point la « plasmalyse hybride ». Son avantage principal : une meilleure utilisation des caractéristiques spécifiques du plasma permettant de fonctionner à plus basse température. Une installation pilote de 1000 t/an va être construite avec Gazonor Benelux, avec pour objectif d’utiliser d’une manière propre les ressources locales de gaz de mine (« grisou »). Un coup double, car ce gaz, héritage du passé minier de la région, tend de toute façon à s’échapper de lui-même dans l’atmosphère.
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