Bio360 Expo, salon entièrement consacré aux bioénergies, s’est déroulé à Nantes, fin mars 2022. Il a notamment été question d’hydrogène vert issu du traitement thermochimique de la biomasse sèche. Plusieurs entreprises ont d’ailleurs présenté leurs technologies pour produire de l’hydrogène à partir de biomasse.
Comment diversifier les modes de production d’hydrogène, et notamment de l’hydrogène vert ? Car entre l’hydrogène gris et l’hydrogène vert, il y a une différence de taille en termes de coût écologique. Cette question essentielle a bien sûr été mise en avant lors du salon Bio360 Expo, qui s’est déroulé à Nantes les 30 et 31 mars derniers. La production d’hydrogène vert à partir de biomasse est un thème qui a d’ailleurs fait l’objet d’une conférence.
Si la production d’hydrogène vert à partir du traitement thermochimique de la biomasse sèche est déjà déployée, plusieurs acteurs ont présenté leurs innovations et leurs nouvelles approches pour la production de cette énergie du futur.
Le réacteur à plasma micro-ondes de Sakowin
Sakowin, start-up varoise créée en 2017, a développé un réacteur à plasma micro-ondes qui convertit le gaz naturel ou le biométhane en hydrogène gazeux et en carbone solide (poudre nanométrique) susceptible d’être récupéré et réutilisé. Cette technologie n’est pas sans rappeler celle de l’entreprise canadienne Aurora Hydrogen (voir page 14). Gérard Gatt, président de Sakowin, explique : « Nous partons de la même molécule que pour le procédé de vaporeformage (méthane), mais notre procédé est très différent et ne relâche pas de CO2. Il s’agit de décomposer ce méthane sans oxygène. » À la sortie, l’hydrogène atteint 95 % de pureté.
La technologie de Sakowin atteint un niveau de maturité technologique TRL 5. « Nous avons un prototype qui fonctionne déjà plusieurs heures, et nous cherchons à le faire fonctionner sur une journée de huit heures », indique Gérard Gatt. L’objectif de Sakowin : un réacteur de 100 kW pour la production de 200 kg d’hydrogène par jour à l’horizon 2025.
Quid du coût du kilo d’hydrogène ? Il est estimé entre 2,5 et 4 euros, « en fonction du coût du gaz », ajoute Gérard Gatt. La solution de Sakowin est basée sur le plasma micro-ondes, mais elle est encore peu développée au niveau industriel. Avec des volumes plus importants, la start-up pourra faire baisser les dépenses d’investissements.
Sakowin a signé plusieurs partenariats dans le secteur des stations de recharge à hydrogène (Aéroport de Paris), dans celui de l’industrie (Saint-Gobain), dans le secteur agricole, mais aussi dans celui de l’exploitation de pétrole et de gaz.
Des micro-organismes qui produisent de l’hydrogène
De son côté, Athena Recherche et Innovation a développé une solution de production d’hydrogène à partir d’eaux usées issues de l’industrie agroalimentaire (biscuiteries, laiteries, etc.). Ludovic Briand, président d’Athena, a expliqué : « Ces eaux, qui finissent dans les stations d’épuration, sont composées de matières organiques et de minéraux permettant aux micro-organismes que nous avons identifiés de se développer et de rejeter de l’hydrogène ».
Le procédé de fermentation génère du CO2, mais celui-ci est valorisé pour le nettoyage cryogénique, les boissons gazeuses ou l’agriculture. Enfin, les moûts de fermentation sont transformés en biochar (généré par pyrolyse de biomasse) par carbonisation.
Athena, également créée en 2017, espère rapidement produire 40 tonnes d’hydrogène par an grâce à 320 000 tonnes d’effluents récupérés. L’entreprise espère terminer le développement de son réacteur de 30 m³ entre 2023 et 2025 afin de pouvoir l’industrialiser.
Produire de l’hydrogène à partir des déchets de bois
Présent dans un grand nombre de matières, comme le bois, mais surtout la biomasse, c’est tout naturellement que le processus de gazéification de la biomasse d’origine végétale et animale s’est développé. Il offre en effet des solutions très intéressantes pour la production d’hydrogène renouvelable. Haffner Energy, entreprise strasbourgeoise, a construit la première unité commerciale de production d’hydrogène à partir de la biomasse. D’ailleurs, lors du salon HyVolution, en octobre 2021, Haffner Energy a annoncé le déploiement de deux nouvelles stations de production d’hydrogène à partir de biomasse transformée par thermolyse. Elles seront situées à Montmarault (Auvergne-Rhône-Alpes) et à Chamboeuf (Bourgogne-Franche-Comté). Chacune d’elles produira 720 kg d’hydrogène par jour, soit 250 tonnes par an, à l’horizon 2023. Cet hydrogène est destiné d’abord aux industriels qui en consomment peu. Haffner Energy s’est associé aux Ets Roussel qui produisent du bois énergie de type plaquettes forestières et bois de chauffage, et à Thevenin & Ducrot (distribution d’énergies).
Haffner Energy est aujourd’hui prêt à industrialiser sa technologie de production d’hydrogène vert. L’entreprise vient en effet de valider le procédé Hynoca (Hydrogen no carbon) de production de gaz de synthèse décarboné riche en hydrogène par thermolyse et vapocraquage de biomasse.
En Autriche, à Graz, l’institut Bioenergy and Sustainable Technologies a réussi à extraire l’hydrogène de la biomasse. Le réacteur expérimental baptisé ROMEO (Reactor optimization by membrane enhanced operation) est capable de produire de manière durable de l’hydrogène à partir de déchets de bois. ROMEO gazéifie la biomasse avant de séparer l’hydrogène du dioxyde de carbone via un catalyseur. Ce procédé, contrairement à beaucoup d’autres, est faiblement énergivore. La conversion débute à 120 oC au lieu de 500 oC. Cela est possible grâce au catalyseur équipé de nouvelles membranes de séparation.
