De l'hydrogène vert issu de l'électrolyse directe de l'eau de mer : les experts mettent en garde contre le battage médiatique
Pas de besoin de nouveaux développements
À première vue, le projet semble convaincant : inventer et développer de futurs électrolyseurs capables de produire de l'hydrogène directement à partir d'eau de mer non purifiée. Mais en y regardant de plus près, on s'aperçoit que de tels électrolyseurs directs à partir de l'eau de mer nécessiteraient des années de recherche de pointe. Et ce n'est pas tout : Les électrolyseurs DSE ne sont même pas nécessaires - un simple processus de dessalement suffit à préparer l'eau de mer pour les électrolyseurs conventionnels. Dans un commentaire publié dans Joule, des experts internationaux comparent les coûts et les avantages des différentes approches et formulent une recommandation claire.
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L'eau douce est une ressource limitée ; plus de 96 % de l'eau mondiale se trouve dans les océans. Si l'eau de mer pouvait être introduite directement dans un futur électrolyseur pour produire de l'hydrogène vert en utilisant l'énergie renouvelable du vent ou du soleil, cela semblerait être une très bonne solution. Des centaines de millions de dollars de fonds de recherche sont consacrés à cette idée et, rien qu'en 2023, plus de 500 publications (ce nombre augmentant de manière exponentielle) ont été publiées sur l'électrolyse directe de l'eau de mer.
Pas besoin d'un nouveau développement
Cependant, une analyse technico-économique montre que cet argument s'effondre dès que les coûts et les bénéfices sont analysés plus en détail. "Il n'y a aucune raison convaincante de développer la technologie DSE, car il existe déjà des solutions efficaces pour utiliser l'eau de mer afin de produire de l'hydrogène", déclare Jan Niklas Hausmann, chercheur en électrolyse à HZB et auteur principal du commentaire de Joule. Des experts internationaux de diverses disciplines, issus d'institutions de recherche renommées telles que l'université de Yale, des universités du Canada, d'Allemagne et de HZB, ont contribué à la rédaction du commentaire.
Des méthodes qui ont fait leurs preuves
Il est déjà possible d'utiliser l'eau de mer pour produire de l'hydrogène. Des procédés éprouvés tels que l'osmose inverse peuvent être utilisés pour purifier l'eau de mer pour des électrolyseurs "normaux", disponibles dans le commerce. D'un point de vue thermodynamique, la purification de l'eau de mer ne nécessite que 0,03 % de l'énergie nécessaire à son électrolyse. Cela se reflète également dans le coût actuel : la purification de l'eau de mer pour produire un kilogramme d'hydrogène coûte moins de deux cents. Or, un kilogramme d'hydrogène coûte 13,85 euros dans les stations-service allemandes.
Investir l'argent à bon escient
Le développement de nouveaux types d'électrolyseurs capables de fonctionner en permanence dans l'eau de mer ne permettrait d'économiser que cette étape de purification peu coûteuse. En revanche, le développement d'électrolyseurs DSE est extrêmement difficile et il est très douteux qu'ils puissent un jour égaler l'efficacité et la stabilité à long terme des électrolyseurs actuels. Les experts considèrent qu'il s'agit là d'un défi majeur : L'eau de mer contient une grande variété de substances organiques et inorganiques qui peuvent provoquer la corrosion et l'encrassement, affectant toutes les parties de l'électrolyseur. La DSE est actuellement présentée comme une solution concrète pour la production d'hydrogène - une promesse qui ne peut être tenue et qui pourrait engloutir une grande partie de l'argent des contribuables, avertissent les chercheurs.
"Nous pouvons comparer cela à l'utilisation directe de pétrole brut pour faire rouler des voitures", explique Jan Niklas Hausmann : "Il est possible de développer de telles voitures, mais elles ne seraient tout simplement pas aussi efficaces et durables que celles fonctionnant à l'essence purifiée. Et ce, bien que le coût de la purification du pétrole brut (via la raffinerie) représente jusqu'à 16 % du prix final du carburant, ce qui est nettement plus élevé que le coût relatif de la purification de l'eau de mer pour l'électrolyse (<1 %)."
Mettre la recherche sur l'électrolyse sur la bonne voie pour contribuer à la décarbonisation
"Larecherche universitaire ne doit pas nécessairement déboucher sur des solutions immédiates. Cependant, si la DSE est présentée comme une solution rapide et qu'elle est poussée ou mise en avant au détriment d'autres approches plus prometteuses, elle immobilisera des ressources qui manqueront ailleurs pour le développement de technologies clés de décarbonisation", explique le Dr Prashanth Menezes, expert en catalyseurs à HZB.
"Si nous voulons parvenir à des émissions nettes de carbone nulles d'ici 2050, le financement doit être orienté vers des développements qui peuvent rapidement y contribuer", ajoute M. Menezes.
Points clés de l'analyse technico-économique :
- La purification de l'eau déjà disponible dans le commerce, comme l'osmose inverse, traite l'eau de mer pour la rendre compatible avec les électrolyseurs "normaux". Les coûts relatifs de cette opération sont très faibles.
- L'électrolyse directe de l'eau de mer pose des défis majeurs pour les électrolyseurs à développer :
- Processus de bio-encrassement
- Corrosion
- Durée de vie courte et flexibilité réduite des électrolyseurs
Conclusion : Les énormes sommes d'argent nécessaires au développement de l'ESD seraient mieux investies dans l'optimisation des électrolyseurs qui utilisent de l'eau hautement purifiée. En effet, le processus de purification de l'eau n'engendre pratiquement aucun coût.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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