Séparation par membrane de l’hydrogène des autres mélanges gazeux
L'hydrogène est une source d'énergie cruciale qui associera à l'avenir les infrastructures électriques et gazières pour former un système énergétique hybride. Il peut être généré à l’aide de technologies de conversion de l’électricité en gaz et d’électricité renouvelable, ajouté au réseau de gaz naturel sur une base proportionnelle, transporté et mis à disposition, selon les besoins, pour des applications dans les marchés des mobilités, de l’industrie et du chauffage. Pour les applications ne tolérant pas les mélanges gazeux, l’hydrogène doit être à nouveau éliminé. Cela concerne notamment les clients industriels sensibles à la qualité du gaz.
En signant l’accord de coopération à cette fin, six partenaires de l’industrie gazière et de la recherche lancent le projet « Séparation par membrane appliquée au gaz naturel et à l’hydrogène à Prenzlau ». DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH (DBI), ONTRAS Gastransport GmbH (ONTRAS), le gestionnaire de réseau de transport français GRTgaz S.A. (GRTgaz), Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas mbH (MITNETZ GAS), et DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) et, en tant que partenaire associé, la société d’énergie renouvelable ENERTRAG AG (ENERTRAG), analysent conjointement comment l’hydrogène peut être séparé des mélanges gaz naturel-hydrogène au moyen de différentes membranes. C’est dans ce but que des ingénieurs planifient et construisent une usine pilote près de Prenzlau (Mecklembourg-Poméranie occidentale, Allemagne) dans les prochaines semaines. La centrale locale de conversion de l’électricité en gaz d’ENERTRAG fournit de l’hydrogène vert issu de l’énergie éolienne. Jusqu’à 20 % en volume de ce gaz sont ajoutés au gaz naturel dans le réseau ONTRAS via l’installation d’alimentation existante.
Dans l'usine pilote, les partenaires testent diverses membranes afin d'identifier les mieux adaptées pour récupérer l'hydrogène, les quantités pouvant être séparées du flux de gaz et le degré de pureté atteint avec cet hydrogène. Les réponses à ces questions sont d’une importance cruciale pour la configuration d’une future économie de l’hydrogène : L’hydrogène et le gaz naturel pourront-ils à l’avenir être transportés sous forme de mélange grâce à la technologie des membranes et fournir ainsi les quantités de gaz nécessaires aux applications pures d’hydrogène et de méthane ? Ou faut-il seulement envisager des infrastructures distinctes pour l’hydrogène et le gaz mixte ? Pour la première fois, l'usine sera soumise à un test d'aptitude pratique, qui pourrait fixer le cap de l’infrastructure gazière future.
« En tant que gestionnaire de réseau de transport, nous avons besoin de savoir si les membranes protègent les applications de gaz conventionnelles de l'hydrogène, et si nous pouvons également couvrir les besoins en hydrogène pur avec des mélanges gaz naturel-hydrogène de notre réseau en les séparant », explique Ralph Bahke, directeur général de l'ONTRAS. « Les molécules de gaz ne s’arrêtent pas aux frontières ; c’est pourquoi la coopération transfrontalière est la clé du succès ». Sandrine Meunier, Directrice du RICE (Centre de Recherche de GRTgaz) précise également : « Je me réjouis que RICE puisse développer sa relation avec ONTRAS dans le cadre de ce partenariat. Il est important que les opérateurs de réseaux gaziers unissent leurs forces afin de relever les nombreux défis de l’alimentation en hydrogène des infrastructures gazières et ainsi préparer leur avenir commun ».
Frank Gröschl, responsable de la gestion de la technologie et de l'innovation chez DVGW, ajoute : « L’infrastructure gazière existante offre les conditions idéales pour accueillir, stocker, transporter et distribuer l’hydrogène. Pour ce faire, la DVGW révise les codes de pratiques existants. Des recherches supplémentaires restent nécessaires, en particulier sur certaines applications pour les clients finaux, qui exigent souvent une certaine qualité de gaz. À cet égard, les membranes peuvent être la solution, consistant à séparer le mélange hydrogène - gaz naturel en deux composants, et fournir ainsi de l'hydrogène pour des clients et applications spécifiques ». Jörg Müller, CEO d’ENERTRAG, décrit par ailleurs le potentiel de ce test pratique : « Jusqu’à présent, les réglementations techniques nous permettaient de n’alimenter que deux pour cent d’hydrogène de notre centrale hybride dans le réseau de gaz. La technologie membranaire permet au moins dix fois cette quantité ; c'est une révolution pour le stockage des énergies renouvelables. »