L'hydrogène peut être produit à partir de différentes sources — du gaz naturel à l'énergie nucléaire et au biogaz — l’hydrogène vert étant produit à partir de sources renouvelables, telles que le solaire et l'éolien. Quelle que soit la source, l'eau pure est essentielle à la production d'hydrogène ; la gestion des ressources en eau est donc primordiale, depuis l'efficacité de l'électrolyse jusqu'aux services de traitement de l'eau pour l'électrolyse.
Eau et environnement : les défis rencontrés par les producteurs d'hydrogène
Gérer la diversité des sources d'eau
Garantir la rentabilité
Minimiser les temps d'arrêt
Surmonter les risques liés à la sécurité de l'eau
Comment Veolia s'engage à aider ses clients de la filière hydrogène
La production d’hydrogène vert peut conduire l'économie mondiale de sa structure actuelle, dépendante des combustibles fossiles, à une approche d'avenir, basée sur les énergies renouvelables et zéro émission nette.
Par conséquent, le marché des électrolyseurs — ces dispositifs qui assurent la production d'hydrogène via un processus chimique séparant l'eau en molécules d'hydrogène et d'oxygène — gagne en dynamisme. On le doit non seulement à l'adoption croissante de l'énergie durable, mais aussi aux strictes politiques réglementaires mises en place par de nombreux pays pour réduire leurs émissions.
Chez Veolia Water Technologies, nous sommes positionnés pour soutenir à la fois l'industrie de l'hydrogène vert — produit à partir de sources renouvelables — et celle de l'hydrogène bleu — produit à partir de gaz naturel et associant une capture et un stockage du carbone.
Nous nous concentrons sur la conception et la combinaison de technologies et de services de traitement de l'eau de premier ordre qui améliorent l'efficacité de l'électrolyse de l'hydrogène. Nos trois offres comprennent des solutions packagées, standard et sur mesure allant de 100 kilowattheures (kWh) à plus de 500 mégawatts (MW).
L'eau est nécessaire à chaque étape du processus d'électrolyse ; aussi, l'un des principaux défis pour le marché des électrolyseurs concerne la gestion de l'eau, afin de garantir un approvisionnement fiable en eau de qualité.
Une eau de qualité est nécessaire à l'électrolyse. De l'eau purifiée — généralement à moins d'un microsiemens par centimètre (μS/cm) — est donc essentielle pour les applications eau de procédé et eau d’utilité, telles que le refroidissement et l'eau pour la production de vapeur.
La gestion des eaux usées est également requise pour maîtriser les flux résiduels générés lors du processus de fabrication, notamment les concentrations résultant des procédés membranaires et les boues.
Un défi supplémentaire tient à la préoccupation croissante que suscite la rareté de l'eau.
Selon leur implantation, les fabricants d’électrolyseurs disposent parfois de ressources limitées en eau douce. Pour que l'accès à l'eau ne devienne pas un obstacle à l'essor de l'électrolyse, la capacité à gérer diverses sources d'eau, y compris les eaux usées et les boues, est inestimable.
Nos experts peuvent traiter une grande diversité de sources, des eaux souterraines et des eaux de surface jusqu’au dessalement d’eau de mer. En outre, pour garantir une récupération maximale de l'eau, la réutilisation de l’eau est essentielle, et le zéro rejet liquide (ZLD) permet une réduction des coûts d'évacuation des eaux usées. Pour les installations offshore ou proches de la mer, le dessalement thermique est une solution économiquement avantageuse.
Pour surmonter tous ces défis liés à l'eau, les fabricants d'électrolyseurs doivent pouvoir compter sur un partenaire de confiance répondant à l'ensemble de leurs besoins sur le cycle de l'eau.
En tant qu'expert des technologies de l'eau, nous pouvons en garantir la qualité et la quantité, quelle qu'en soit la source, grâce aux meilleures technologies, de l'osmose inverse à l’électrodéionisation en continu (CEDI).
Nous proposons des solutions packagées, standard et sur mesure, pour trois niveaux : petite, moyenne et grande installation.
Pour les petites installations de 100 à 900 kWh, notre offre correspond à une solution clé en main ; pour les installations de production d'hydrogène de taille moyenne, entre 20 et 100 MW, nous proposons deux solutions standard ; et pour les grandes installations de production de plus de 500 MW, nous offrons des solutions sur mesure pour les applications onshore et offshore.
Des solutions adaptables pour tous les acteur de l’hydrogène
Les clients de la filière hydrogène qui travaillent déjà avec Veolia
Notre client souhaitait élargir son offre et fournir des systèmes de purification de l'eau à sa clientèle croissante, dans le cadre d'une prestation globale. Nos experts ont conçu et livré un système modulaire permettant un traitement efficace de l'eau d'alimentation, jusqu'à la qualité requise pour alimenter les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM). Ce système a été adapté pour traiter une eau d'entrée présentant une dureté et une salinité élevées, tout en tolérant des débits variables. L'installation inclut adoucissement et osmose inverse afin d'atteindre la conductivité requise pour les électrolyseurs, soit moins de trois microsiemens par centimètre.
Découvrez nos technologies de traitement de l'eau pour l'industrie de l'hydrogène
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Services pour aider nos clients producteurs d'hydrogène
La maintenance est essentielle car les résidus s'accumulent naturellement dans les électrolyseurs au fil du temps et dégradent inévitablement les performances. C'est pourquoi une surveillance continue est nécessaire pour optimiser les opérations.
Notre service d'assistance mondial garantit le maintien du cycle de l'eau tout au long de la durée de vie de l'électrolyseur d'hydrogène, tout en optimisant l'exploitation afin de réduire les coûts et les dépenses en eau et en énergie.
FAQ sur les solutions en eau pour l'hydrogène
Comment produit-on le carburant hydrogène ?
L'hydrogène est produit par décomposition de l'eau en ses deux éléments : l'hydrogène et l'oxygène. Ceci implique une électrolyse, qui consiste à faire passer un courant électrique continu dans le composé sous forme fluide. L'hydrogène et l'oxygène sont ainsi séparés. L'hydrogène peut alors être extrait et utilisé comme énergie, l'oxygène pouvant être libéré dans l'atmosphère sans effet négatif.
En quoi un traitement de l'eau efficace peut-il rendre plus rentable la production d'hydrogène
Seule une petite fraction du coût total par unité d'hydrogène produite est liée à l'eau. Cependant, pour pleinement optimiser et réduire les coûts de votre traitement d'eau, vous pouvez prendre en compte :
- La disponibilité de l'eau provenant de sources polluées, ce qui peut augmenter les coûts de traitement
- La possibilité de valoriser la chaleur excédentaire en énergie
- L'utilisation de l'oxygène comme produit secondaire
- L'allongement de la durée de vie des cellules électrolytiques en fonction de la pureté de l'eau
- Les risques potentiels liés aux temps d'arrêt pour maintenance
Même s'ils ne représentent qu'une petite fraction du coût total par unité, la gestion correcte de tous ces aspects permet de réduire le coût global de production de l'hydrogène.
L’eau de mer peut-elle être utilisée comme eau d'alimentation pour l'électrolyse ?
Oui. Toute source d'eau — qu'il s'agisse d'eau souterraine, d'eau de mer ou d'eaux usées traitées — peut être utilisée comme eau d'alimentation à condition qu'elle ait subi un traitement et une purification appropriés, de façon à atteindre en général moins d'un microsiemens par centimètre (μS/cm). Une fois que l'eau, quelle que soit la source, atteint ce niveau de purification, elle peut être utilisée avec succès dans l'électrolyse.