Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

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Des technologies compétitives au service du développement durable Traitement Après distillation et conversion, les composants obtenus ne sont pas prêts à être commercialisés. Il faut encore les traiter en stabilisant et séparant les composants indésirables tels que le soufre. L’hydrodésulfuration (HDS) permet de diminuer la teneur en soufre des coupes moyennes (kérosène, gasoil). Cette réaction nécessite un apport d’hydrogène. L’hydrotraitement des essences provenant de la distillation et du FCC permet d’en éliminer le soufre et les composés azotés. En plus de ces procédés entrant directement dans le processus de raffinage, d’autres procédés sont essentiels au fonctionnement des raffineries : traitement des eaux usées, génération d’hydrogène, production de vapeur, systèmes de refroidissement. Centre d’analyse stratégique - 234 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
L’hydrogène L’hydrogène est aujourd’hui une matière première valorisée pour ses propriétés chimiques : il est principalement utilisé comme matière de base dans les raffineries de pétrole, en particulier pour la désulfuration de l’essence et du gazole (près de 44 % de la consommation), pour la production d’ammoniac (environ 38 %) et dans la fabrication de produits chimiques comme le méthanol, les amines, l’eau oxygénée, etc. Du fait de ses propriétés énergétiques intéressantes (contenu énergétique massique élevé, combustion exempte de gaz à effet de serre et de polluants), il pourrait, utilisé comme vecteur énergétique, contribuer à l’amélioration de la sécurité énergétique et à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les possibilités sont multiples, comme carburant pour le transport, comme moyen de stockage de l’énergie au niveau des réseaux pour assurer leur sécurité ou directement dans les bâtiments pour produire de l’énergie. Cependant, ses applications nécessitent la mise en place d’une filière complète relativement complexe : production, transport, stockage, distribution, utilisation. L’hydrogène n’a de sens comme élément de réponse aux enjeux énergétiques que s’il est produit de manière décarbonée, ce qui fait appel à des techniques aujourd’hui particulièrement coûteuses. En outre, le recours à ce nouveau vecteur, par exemple dans le transport, implique la mise en place de nouvelles infrastructures de distribution et de stockage, ce qui a un coût important. Ainsi, la valorisation de la capacité énergétique de l’hydrogène est pénalisée, par rapport aux alternatives existantes, par le coût élevé et les enjeux de sécurité (du stockage en particulier) associés à la filière complète depuis la production jusqu’à la distribution aux utilisateurs. Les objectifs européens « 20/20/20 » et les orientations des lois Grenelle donnent un cadre à l’horizon <strong>2020</strong> : efficacité énergétique des bâtiments, développement d’énergies renouvelables, réduction des nuisances, évolution des réseaux énergétiques, dans lequel le développement de l’hydrogène-énergie peut être défini. 1 L’hydrogène-énergie et les piles à combustible : définitions L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire. Il peut être utilisé dans diverses applications en raison de son fort potentiel énergétique massique (142 MJ/kg contre 55 MJ/kg pour le gaz naturel et 45 MJ/kg pour le pétrole) 1 . Il doit être fabriqué à partir d’une source d’énergie, transporté, stocké et distribué. Les piles à combustible sont des convertisseurs électrochimiques, produisant électricité et chaleur par oxydation d’un carburant liquide ou gazeux (hydrogène, gaz naturel, méthanol, éthanol, biogaz, GPL, essence, gazole) et réduction d’oxygène. Leur puissance varie du watt au mégawatt. (1) Guibet J.-C. (1997), Carburants et moteurs : technologies, énergie, environnement, vol. 2, Publications de l’Institut français du pétrole, Paris, Éditions Technip. Centre d’analyse stratégique - 235 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
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