L’alimentation en eau purifiée pour produire de l’hydrogène vert

Répondre aux besoins spécifiques en eau ultra pure est essentiel au maintien d'un processus d'électrolyse efficace et fiable. Les fabricants d'hydrogène doivent répondre à des normes élevées en matière de production tout en minimisant leurs coûts. Dans cet article, Jean-Claude CELANI, Responsable des Services Eaux de Process de Veolia Water STI, décortique les avantages de l’hydrogène vert, les dégâts que peut causer une eau non traitée sur les électrolyseurs, et les solutions proposées par Veolia pour garantir une qualité d’eau optimale.

Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?

Si l’hydrogène est techniquement incolore, un système de code couleur (détaillé ci-dessous) a été créé pour renseigner sur le mode de production et les sources d’énergie utilisées.

• Hydrogène vert : produit par électrolyse à l’aide d’énergies « vertes » (éolienne, par exemple).
• Hydrogène bleu : produit par vaporeformage à partir de gaz naturel. 
• Hydrogène noir et brun: produit à partir de charbon ou de lignite.
• Hydrogène gris : produit par vaporeformage à partir de gaz naturel ou de méthane.
• Hydrogène rose (ou violet/rouge) : produit par électrolyse avec de l’électricité d’origine nucléaire.
• Hydrogène jaune : produit par électrolyse avec de l’électricité d’origine solaire.

L’hydrogène vert résulte de la décomposition de l’eau en molécules d’oxygène et d’hydrogène par électrolyse. Au terme du processus, l’oxygène est relâché dans l’atmosphère tandis que l’hydrogène est stocké pour pouvoir être utilisé comme vecteur d’énergie. Lorsqu’il est brûlé sous forme de combustible, l’hydrogène ne produit aucun gaz à effet de serre – uniquement des molécules d’eau.

Si 0,1 % seulement de l’hydrogène est fabriqué à l’aide d’énergie renouvelable, ce produit suscite un intérêt croissant. Dans un contexte de pression pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et d’épuisement des énergies fossiles, la production d’hydrogène vert a le vent en poupe.

L’importance de l’eau purifiée

L’eau qui intervient dans la production d’hydrogène vert doit être purifiée avant d’être injectée dans l’appareillage d’électrolyse. Une qualité d’eau insuffisante peut endommager l’électrolyseur et compromettre la production. VWT propose des solutions de traitement pouvant prendre en charge les eaux suivantes :

• Eaux usées
• Eau de mer
• Eaux souterraines
• Eau du réseau (quelle que soit la source)
• Eaux de surface
• Eau de pluie

Adopter la bonne technologie de prétraitement

Généralement, l’eau purifiée intervenant dans la production d’hydrogène par électrolyse est obtenue par osmose inverse, puis « affinée » dans des résines échangeuses d’ions (cylindres) ou par électro-déionisation en continu (CEDI). Un prétraitement adapté de l’eau d’alimentation est toutefois crucial pour éviter un encrassement rapide des équipements. Il existe plusieurs technologies de prétraitement : :

• Filtration des particules
• Adoucisseurs d'eau
• Eliminateurs organiques
• Filtres à charbon actif en grains (CAG)
• Traitements antitartre
• Systèmes de dégazage (particulièrement intéressants en cas d'électro-déionisation en continu)

Les procédés de prétraitement requis sont déterminés par la quantité totale de solides dissous dans l’eau, de matières organiques, de particules, de chlore et de dioxyde de carbone. Grâce à ses nombreuses années d’expérience, VWT est en mesure d’analyser les eaux d’alimentation pour sélectionner la meilleure option de prétraitement, et ainsi garantir une durée de vie maximale des équipements et un système de purification fiable en aval.

La plus-value des outils numériques

Veolia a mis au point Hubgrade, une plateforme numérique conçue pour détecter les problèmes opérationnels et optimiser les performances. Son déploiement est évolutif et compatible avec les systèmes de traitement de l’eau Veolia et d’autres fabricants. Hubgrade alerte les opérateurs en cas de risque pour la qualité de l’eau d’alimentation afin de garantir le degré de pureté désiré.

Hubgrade permet également une surveillance à distance du fonctionnement du système de prétraitement et de purification de l’eau. Les ingénieurs de VWT sont ainsi en mesure d’analyser les performances du site et de diagnostiquer les problèmes à distance. Cette option peut notamment être utile lorsque les installations d’électrolyse et de traitement de l’eau sont situées sur une éolienne en mer sans personnel.

Dans un contexte de croissance du marché de l’hydrogène vert, alors que les industries se tournent de plus en plus vers des alternatives plus durables aux énergies fossiles, la qualité de l’eau d’alimentation revêt plus que jamais une importance capitale. En choisissant de collaborer avec les spécialistes de Veolia Water STI, vous bénéficiez de solutions et d’outils de surveillance numérique fournissant une alimentation constante en eau purifiée qui contribuera à la fiabilité et à l’efficacité du processus d’électrolyse. Présente partout dans le monde, Veolia est à vos côtés pour vous accompagner dans votre implantation comme dans l’expansion de vos activités à l’échelle nationale et internationale.

Pour plus d'informations sur la gamme de solutions de traitement de l'eau de Veolia Water Technologies, consultez nos autres articles d'information sur l'hydrogène.