Récipients d'hydrogène sous pression et autres méthodes de stockage

L’hydrogène peut être stocké à l’état gazeux ou liquide ainsi que sous forme chimiquement liée sur de longues périodes de temps. Le choix des contenants ou réservoirs à hydrogène sous pression et autres méthodes de stockage dépend des exigences s’il s’agit de stockages fixes ou mobiles, de la stabilité des matériaux utilisés, de la quantité d’hydrogène à stocker et des aspects de sécurité.

Dans les conditions ambiantes, l’hydrogène est gazeux. C’est l’élément le plus léger du tableau périodique et il a une densité d’énergie volumétrique très faible. Ainsi, pour tous les avantages des méthodes de stockage d’hydrogène conventionnelles et alternatives, il existe également de nombreux défis. Le type de stockage optimal de l’hydrogène dépend toujours de l’utilisation spécifique.

Pour stocker l’hydrogène gazeux dans un volume limité, il doit être fortement comprimé. L’hydrogène gazeux est très difficile à contenir ; il peut s’échapper à travers les plus petites fuites. À une pression très réduite, il peut être stocké sous sa forme liquéfiée, mais uniquement à une température de -253 °C, ce qui nécessite un refroidissement constant.

CGH2 – Stockage sous forme de gaz comprimé

L'hydrogène gazeux (CGH2 : hydrogène gazeux comprimé) est comprimé et stocké dans des récipients à hydrogène sous pression qui doivent pouvoir résister à des pressions très élevées. Cette méthode de stockage est idéale pour le stockage en réservoir, par exemple dans les applications mobiles pour voitures et véhicules utilitaires. Le stockage de gaz comprimé à 700 bar est la solution la plus avancée à ce jour.

LH2 – Stockage sous forme d’hydrogène liquide

L’hydrogène peut également être stocké à l’état liquide à une densité beaucoup plus élevée et à -253 °C (LH2 : hydrogène liquide). Étant donné que cette méthode de stockage est moins chère pour de plus grandes quantités de gaz, elle est utilisée pour le transport hors réseau sur de longues distances, par exemple le transport par camions-citernes, barges-citernes ou wagons-citernes. Un inconvénient est que l’hydrogène liquide peut s’évaporer par réchauffement (ce qu’on appelle l’évaporation) et nécessite donc un refroidissement constant.

Pour utiliser une autre manière de relever les défis du maintien de la pression ou de la température, des porteurs d’hydrogène sont utilisés. En tant que formes de stockage de l’hydrogène, ils utilisent des technologies basées sur la liaison physique ou chimique de l’hydrogène avec une autre substance.

Stockage par absorption dans les hydrures métalliques

L’hydrogène peut former un composé chimique avec un métal ou un alliage, appelé hydrure métallique, qui permet le stockage à l’état solide : Lorsque l’hydrogène entre en contact avec la surface du matériau de stockage, les molécules d’hydrogène se décomposent en hydrogène atomique et pénètrent dans le matériau. Cependant, cela présente l’inconvénient que le poids du matériau de stockage est relativement élevé par rapport à l’hydrogène absorbé.

LOHC - Liquide organique porteur d'hydrogène

Les liquides organiques porteurs d'hydrogène (LOHC) stockent l’hydrogène dans un milieu liquide organique porteur. Au cours de ce processus, l’hydrogène est converti en une autre substance par liaison chimique, ce qui permet un stockage sans pression et le transport de grandes quantités même à température ambiante. En inversant la réaction chimique, l’hydrogène est libéré du support.

Des exemples de systèmes LOHC incluent l’hydrogénation de substances organiques, la formation d’alcools avec du monoxyde de carbone, le couplage avec des huiles, ou encore l’utilisation d’ammoniac comme substance porteuse d’hydrogène.

Qu’il soit gazeux, liquide, stationnaire, mobile ou en milieu porteur solide, chaque mode de stockage de l’hydrogène a sa place. L’application spécifique dicte la technologie de stockage à utiliser, les défis suivants devant être relevés :

• L’efficacité globale de la chaîne de conversion d’énergie (énergie électrique vers hydrogène vers énergie électrique) doit être prise en compte.
• Une haute inflammabilité ou une large plage d’inflammabilité doit être prise en compte.
• Le stockage de grandes quantités est difficile en raison du grand volume de stockage nécessaire, en particulier dans les véhicules.
• L’hydrogène peut facilement s’échapper à travers une fuite.
• Un refroidissement constant est nécessaire lors du stockage de l’hydrogène liquide.

En tant qu’exploitant de réseaux de gaz, d’installations de stockage de gaz ou d’installations de stockage intermédiaire ou en tant que distributeur de gaz, nous vous accompagnons dans tous les défis liés au stockage de l’hydrogène. Nous vous assisterons dans la modernisation rentable de vos installations existantes ainsi que dans la planification et la construction de nouvelles installations.

• Tests d’adéquation des stockages existants pour leur compatibilité avec l’hydrogène
• Soutien au développement de concepts pour de nouveaux modèles commerciaux, études de rentabilité, sélection de technologies et de sites appropriés ainsi que qualification du personnel
• Supervision de la construction (construction et installation) d’installations de stockage d’hydrogène
• Tests d’homologation
• Agrément des centrales électriques au gaz (hors France)
• Évaluations de la conformité des installations de stockage d’hydrogène
• Preuve de performance sur le site d’installation pour les garanties d’efficacité et les garanties de taux d’utilisation
• Analyses de risques selon HAZOP/ROGA et préparation de concepts de sécurité, de plans d’intervention en cas d’incident, de plans d’intervention d’urgence et de plans de prévention des risques pour des quantités de stockage de 5 tonnes ou plus