Nous suivre Industrie Techno

Dissocier un mélange d'hydrogène et de gaz naturel : GRTgaz va tester la séparation membranaire en Allemagne

Xavier Boivinet

Sujets relatifs :

, ,
Soyez le premier à réagir

Soyez le premier à réagir

Dissocier un mélange d'hydrogène et de gaz naturel : GRTgaz va tester la séparation membranaire en Allemagne

A Prenzlau (Allemagne), de l'hydrogène est produit à partir d'électricité éolienne et injecté dans le réseau de gaz. GRTgaz et cinq partenaires vont y tester la séparation hydrogène/gaz naturel grâce à deux technologies de membranes.

© GRTgaz

GRTgaz s'associe à cinq partenaires pour tester la séparation membranaire de l'hydrogène mélangé à du gaz naturel. Le gestionnaire français du réseau de transport de gaz a annoncé le 13 mai qu'une installation pilote verrait le jour à Prenzlau (Allemagne) cette année. Deux technologies membranaires y seront évaluées dans le but de protéger les installations ou les procédés industriels en aval qui supporteraient mal que de l'hydrogène soit présent dans le gaz naturel.

GRTgaz a annoncé le 13 mai la signature d’un accord de coopération avec cinq partenaires de l’industrie gazière et de la recherche pour lancer un projet visant à tester la séparation membranaire de l’hydrogène mélangé à du gaz naturel. Une installation pilote devrait voir le jour près de Prenzlau (Mecklembourg-Poméranie occidentale, Allemagne), où une centrale convertit déjà de l'électricité éolienne en hydrogène vert qui est ensuite injecté dans le réseau de gaz. « Les premiers essais sont prévus fin 2020 », indique Sylvain Lemelletier, délégué partenariats au centre de recherche et d’innovation pour l’énergie (RICE) de GRTgaz.

En plus du gestionnaire français de transport de gaz, les partenaires regroupent le spécialiste allemand des technologies gazières DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, le gestionnaire allemand de transport de gaz Ontras Gastransport GmbH, le gestionnaire de réseau de distribution Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas GmbH, l’Association technique et scientifique allemande pour le gaz et l'eau (DVGW) et la société d’énergie renouvelable Enertrag.

Protéger le réseau et les clients en aval

A l’heure actuelle, différents projets préparent l’injection d’hydrogène dans les réseaux de transport et de distribution du gaz naturel. En France, il s’agit par exemple des projets Jupiter 1000 à Fos-sur-mer et Grhyd à Dunkerque. Tous les deux ont commencé l’injection de petites quantités d’hydrogène dans le réseau pour en évaluer l’impact. Dans le cadre d’un développement massif de l’usage de l’hydrogène, cela permettrait de stocker de l'énergie et de contribuer à la décarbonation des réseaux de gaz, voire de transporter l'hydrogène en utilisant le réseau existant. Toutefois, pour protéger les installations ou les procédés industriels qui le supporteraient mal ou pour l'utiliser en aval, il est nécessaire de pouvoir le séparer du gaz naturel si besoin.

« Pour l’instant, ce que nous examinons dans le cadre de ce projet est la diminution du taux d’hydrogène pour protéger l’aval, précise M. Lemelletier. La séparation pour obtenir de l’hydrogène pur est envisagée dans un horizon plus lointain. » A Prenzlau, l’objectif est d’avoir du gaz naturel débarrassé de l’hydrogène en sortie de séparation. Mais le reliquat extrait est un mélange composé d’hydrogène et de gaz naturel, impropre à des usages qui nécessitent de l’hydrogène pur. « A l'heure actuelle, il n’existe pas, à notre connaissance, de technologie de séparation qui permettent d’avoir en sortie du gaz naturel pur d’un côté et de l’hydrogène pur de l’autre, ajoute M. Lemelletier. Il faut choisir. »

Hydrogène et gaz naturel : un mélange nouveau

« Les technologies de séparation membranaire existent, mais pas pour ces applications car on ne rencontre jamais dans l’industrie de mélange entre du méthane et de l’hydrogène, assure Corentin Dussenne, ingénieur de recherche au RICE. L’industrie des membranes est plutôt concentrée sur la séparation d’autres molécules comme le CO2 et le gaz naturel pour l’épuration du biométhane par exemple. »

Deux technologies membranaires

Deux types de membranes seront testés sur le projet allemand : les tamis moléculaires carbone (Carbo molecular sieve membrane, CMSM) et les membranes à base de polymère. Ces dernières existent commercialement pour séparer le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4), précise M. Dussenne : « Nous allons voir si elles fonctionnent pour séparer l'hydrogène et le CH4. Cela serait une solution simple à mettre en œuvre. »

Moins matures que les membranes à base de polymère, les CMSM « ont un potentiel de développement énorme », affirme M. Dussenne : « Les travaux de laboratoire sur ces membranes montrent qu’elles sont très performantes à petite échelle. Mais leur mise en œuvre à plus grande échelle se heurte à des problèmes de stabilité car ces membranes peuvent se fissurer. » Partenaire du projet, DBI développe ses propres membranes CMSM avec l’institut de céramique de Fraunhofer.

Petite échelle mais résultats précieux

Matériau poreux, la membrane laisse passer certaines molécules et en bloque d’autres grâce à une différence de pression entre un côté et l’autre. Plusieurs mécanismes entrent en jeu pour expliquer le blocage ou le passage des molécules à travers les membranes. Certains sont basés sur la taille des molécules, d’autres sur l’affinité chimique.

Sur le démonstrateur de Prenzlau, les membranes seront testées avec des mélanges de gaz naturel contenant de 0 % à 10 % d’hydrogène dans un premier temps, puis de 0 % à 20 % dans un second temps. Les débits seront compris entre 1 et 2 Nm3 par heure avec des pressions allant jusqu’à 25 bars. « C’est une petite échelle mais qui fournira des données très intéressantes, conclut M. Lemelletier. C’est pourquoi nous avons souhaité y participer pour connaître les résultats. »

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

Ifpen se cale sur le calcul intensif pour développer des méthodes de conception réduisant les coûts de l’éolien flottant

Ifpen se cale sur le calcul intensif pour développer des méthodes de conception réduisant les coûts de l’éolien flottant

Grâce à 6 millions d’heures de calcul pour effectuer des simulations sur le supercalculateur Jean Zay, IFP Energies nouvelles[…]

Quand la simulation, l’intelligence artificielle et les capteurs favorisent l’économie circulaire

Quand la simulation, l’intelligence artificielle et les capteurs favorisent l’économie circulaire

« Nous préparons les électrodes des futures générations de batteries lithium », lance Pascal Boulanger (Nawatechnologies)

« Nous préparons les électrodes des futures générations de batteries lithium », lance Pascal Boulanger (Nawatechnologies)

« Pour l’industrie des batteries, la crise du Covid-19 est presque positive », souligne Christophe Pillot (Avicenne Energy)

« Pour l’industrie des batteries, la crise du Covid-19 est presque positive », souligne Christophe Pillot (Avicenne Energy)

Plus d'articles