L’utilisation de l’hydrogène est en constante augmentation. Des objectifs ambitieux en matière de durabilité sont définis dans divers secteurs, ce qui oblige les producteurs à s’orienter vers des carburants et des vecteurs énergétiques sans émissions.
Dans la lignée du « Green Deal » européen, la loi européenne sur le climat fixe un objectif juridiquement contraignant consistant à atteindre la neutralité climatique dans l’UE d’ici 2050. Dans le secteur des transports, l’objectif est même de réduire les émissions de 90 % d’ici à 2050. Le déploiement à grande échelle d’applications et de véhicules durables, y compris ceux utilisant de l’hydrogène liquide, est activement recherché pour atteindre cet objectif.
Que signifie cette évolution pour le stockage de l’hydrogène liquide ? Comment l’hydrogène liquide est-il stocké en 2021, et à quoi ressembleront les réservoirs de stockage à l’avenir ? Dans ce blog, nous nous intéressons au stockage de l’hydrogène liquide et à ses réservoirs de stockage en constante expansion.
Pourquoi l’hydrogène liquide à grande échelle ?
Comme décrit dans notre précédent blog sur l’hydrogène liquide, les avantages de ce liquide cryogénique sont importants. Les matières premières nécessaires à la production d’hydrogène sont présentes en abondance sur terre, la production nécessite un minimum de terrain et les seuls sous-produits sont la chaleur et l’eau. Cela fait de l’hydrogène un combustible et un vecteur énergétique hautement durable lorsqu’il est produit à l’aide d’énergie verte. Cette forme durable d’hydrogène est connue sous le nom d’hydrogène vert.
Bien qu’il existe encore certains défis liés à la production d’hydrogène vert, un nombre croissant d’applications fonctionnant à l’hydrogène sont en cours de développement. Comme vous pouvez le lire dans notre blog, « À quoi sert l’hydrogène ? », des voitures particulières, des camions et des avions fonctionnant à l’hydrogène liquide, entre autres, sont déjà en plein développement. En outre, l’utilisation de ce vecteur énergétique efficace pour le transport et le stockage de l’énergie fait également l’objet de recherches approfondies.
Malheureusement, très peu d’hydrogène vert est produit aujourd’hui, et la plupart des applications utilisent encore de l’hydrogène gris. Toutefois, on s’attend et on espère que cette situation s’améliorera considérablement au cours des prochaines décennies.
Avec tant d’applications en cours de développement et le potentiel de l’hydrogène à devenir le carburant durable et le vecteur énergétique de l’avenir, la production d’hydrogène liquide ne peut qu’augmenter. Selon un récent rapport de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), il faudrait environ 306 millions de tonnes d’hydrogène vert par an pour atteindre la neutralité climatique susmentionnée d’ici 2050. En comparaison, en 2020, 87 millions de tonnes d’hydrogène (principalement gris) ont été produites à partir de gaz naturel et de charbon, principalement pour être utilisées dans les secteurs de la chimie et du raffinage du pétrole.
Quelle est la différence entre l’hydrogène vert, bleu et gris ? Pour en savoir plus, consultez notre récent blog sur le reformage du méthane à la vapeur.
Stockage d’hydrogène liquide à grande échelle
L’hydrogène étant de plus en plus présent, il faut des réservoirs de plus en plus grands. Et si les réservoirs d’hydrogène sont déjà relativement grands aujourd’hui, ils ne feront que s’agrandir à l’avenir.
La NASA possède actuellement le plus grand réservoir de stockage cryogénique au monde. Situé en Floride, ce réservoir a une taille impressionnante de 3 800 m³ et une capacité de 270 tonnes d’hydrogène liquide. La JAXA, au Japon, possède également un énorme réservoir de stockage. Ce réservoir a une taille de 540 m³ et une capacité de 38 tonnes d’hydrogène liquide.
Cependant, les réservoirs les plus récents sont encore plus grands. Les futurs réservoirs de stockage d’hydrogène liquide devraient être environ 13 fois plus grands que le réservoir actuel de la NASA. Ces nouveaux réservoirs pourront stocker jusqu’à environ 3 500 tonnes d’hydrogène en toute sécurité.
Source : NCE Maritime CleanTech
Les premiers chars de cette taille sont déjà en cours de développement. Par exemple, McDermott International, Ltd a récemment annoncé la conception d’un nouveau réservoir d’hydrogène qui bat tous les records. Le réservoir a été conçu par CB&I Storage Solutions et a une taille de 40 000 m³. Le développement de ce réservoir fait partie d’une étude visant à étendre la capacité de stockage de l’hydrogène liquide.
À l’avenir, on s’attend à ce que des réservoirs d’hydrogène colossaux soient construits non seulement sur terre mais aussi en mer. Kawasaki Heavy Industries, par exemple, travaille actuellement à la conception d’un navire-citerne à hydrogène liquide comportant jusqu’à quatre réservoirs sphériques de 40 000 m³.
Source: Kawasaki
Tout pour éviter les fuites de chaleur
L’hydrogène liquide devant maintenir sa température extrêmement basse de -252,9 °C, l’ensemble de la conception d’un réservoir d’hydrogène est conçu pour éviter les fuites de chaleur. Cela vaut aussi bien pour la forme que pour le matériau et l’isolation.
Les réservoirs de stockage de l’hydrogène sont généralement sphériques, par opposition aux réservoirs cylindriques utilisés pour de nombreux autres gaz cryogéniques. La forme sphérique permet une interaction minimale entre le réservoir et le monde extérieur. Et moins d’interaction signifie moins de risques de fuites de chaleur.
En outre, les réservoirs sont équipés de la meilleure isolation pour l’hydrogène liquide : l’isolation sous vide.
Isolation sous vide
L’isolation sous vide s’est avérée être la méthode idéale pour maintenir les liquides cryogéniques parfaitement à leur température. C’est essentiel, surtout avec des substances extrêmement froides, comme l’hydrogène liquide dont la température est de -252,9 °C.
L’isolation sous vide consiste en deux parois, avec une couche de vide poussé entre les deux. Ce vide poussé offre une valeur d’isolation extrêmement élevée, tandis que la double paroi peut agir comme un double confinement. Si la paroi intérieure présente une fuite, il y a toujours la paroi supplémentaire pour contenir la fuite.
L’isolation sous vide n’est pas seulement utilisée pour les réservoirs de stockage mais aussi pour les lignes de transfert qui y sont reliées. De cette manière, l’hydrogène liquide est protégé de manière optimale, du réservoir à l’application et même dans le véhicule de transport.
Demaco est un expert dans le domaine des infrastructures d’hydrogène et de l’isolation sous vide. Nos experts fournissent des solutions clés en main pour des projets d’hydrogène dans le monde entier. Il peut s’agir de lignes de transfert isolées sous vide, de stations de remplissage ou de baies de chargement pour les camions, de bras de chargement isolés sous vide pour les navires, de purificateurs d’hydrogène, et bien plus encore.
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