Inscrivez-vous mises à jour quotidiennes des nouvelles de CleanTechnica sur e-mail. Ou suivez-nous sur Google Actualités!

Il est incroyablement rare que l’hydrogène comme source d’énergie se démarque par rapport aux alternatives. Il y a un village dans le pays africain du Mali où l'hydrogène géologique s'échappe à travers le sol et est brûlé pour produire de l'électricité pour le village de 4,000 XNUMX habitants.

Et puis il y a Prince George, en Colombie-Britannique, que je connais surtout comme une ville isolée où je ne suis jamais allé et qui a une histoire incroyable en matière d’accueil de réfugiés. Un collègue de longue date était originaire de Prince George, qui avait accueilli des réfugiés vietnamiens fuyant les conditions brutales de ce pays à la fin des années 1970. Sans surprise, il a également accueilli des réfugiés ukrainiens, quelques centaines d’entre eux selon le dernier décompte que j’ai pu trouver.

C’est une ville d’environ 76,000 500 habitants située à environ 40 kilomètres de l’océan et aussi loin au nord qu’Edmonton, en Alberta. Son économie est un mélange de soins de santé, d’éducation, de pâtes et papiers, d’une raffinerie et d’une ou deux usines chimiques. Fait remarquable pour une ville distinctement éloignée et pas très grande, son âge moyen au dernier recensement était de 65 ans, ce qui la rend jeune et dynamique selon les normes canadiennes. Ils font clairement quelque chose de bien pour attirer et retenir les jeunes. Cela dit, le segment démographique qui a connu la plus forte croissance au cours des deux derniers recensements a été celui des plus de XNUMX ans.

C’est 10 heures de route à travers un terrain montagneux, plus de 500 kilomètres à vol d’oiseau, et ce n’est pas sur le chemin de l’Okanagan, donc je n’y suis jamais allé.

L’usine chimique et la raffinerie sont au centre de cette histoire d’hydrogène réellement et inhabituellement intelligente pour l’énergie.

L'usine chimique Chemtrade fabrique du chlorate de sodium, une poudre cristalline blanche utilisée dans la fabrication d'herbicides, d'explosifs, de colorants, de cosmétiques, de produits pharmaceutiques, de papier et d'autres produits chimiques. Sans fouiller dans les listes de clients de Chemtrade, il est utilisé pour blanchir le papier, de sorte que l’usine locale de pâtes et papiers en retire probablement une grande partie.

Le processus de fabrication du chlorate de sodium est simple. Mettez du sel de table dans l'eau. Faites-y passer un courant électrique. Faites sortir le chlorate de sodium par l'autre bout. Mais les yeux perçants auront repéré le passage d'un courant dans l'eau, c'est-à-dire l'électrolyse qui produit de l'hydrogène.

Et c’est un sous-produit de l’usine de Chemtrade, environ 12 tonnes par jour. Cela représente beaucoup d’hydrogène, et c’est dans une petite ville éloignée de tout endroit qui ne possède pas d’usine d’ammoniac ou de méthanol, bien qu’elle possède une raffinerie de pétrole.

Pour rappel, l’hydrogène est aujourd’hui une matière première industrielle. Nous fabriquons environ 120 millions de tonnes de ces produits, presque entièrement là où ils sont utilisés, car leur transport coûte très cher.

Les plus gros consommateurs sont les raffineries de pétrole qui l'utilisent pour extraire l'excès d'eau du pétrole brut, éliminer le soufre du pétrole brut et craquer le pétrole brut en composants plus légers et plus lourds. Le pétrole brut des sables bitumineux est riche en excès d'eau, de soufre et de lourdeur, ce qui nécessite énormément d'hydrogène pour le raffiner, environ 7.7 kilogrammes par baril par m. évaluation d'il y a quelques années que c’était un autre couteau dans le dos des espoirs d’exportation de pétrole brut de l’Alberta à l’ère du pic de la demande pétrolière et des plafonds d’émissions industriels.

Mais la raffinerie de Prince George extrait du pétrole léger du nord-est de la Colombie-Britannique, et non du pétrole lourd. Le pétrole est pompé de manière conventionnelle, la teneur en eau est donc probablement inférieure. Il n’y a aucune preuve que je puisse trouver qu’il est riche en soufre non plus. En d’autres termes, la demande en hydrogène dans les raffineries n’est pas élevée. Les raffineries de pétrole étant ce qu’elles sont, elles préfèrent de toute façon vraiment transformer les combustibles fossiles en hydrogène.

Il n’y a donc pas d’acheteurs naturels de l’excès d’hydrogène pour ce pour quoi il est le mieux utilisé, une matière première industrielle.

Malgré l' plaidoiries du Rocky Mountain Institute, l’hydrogène s’est révélé être un gaz à effet de serre assez puissant, bien qu’indirectement. Il interfère avec la décomposition du méthane dans l'atmosphère, prolongeant ainsi sa période de persistance. Cela signifie que chaque tonne d’hydrogène rejetée dans l’air équivaut à environ 12 tonnes de dioxyde de carbone.

Avec 12 tonnes d’hydrogène par jour rejetées par l’usine Chemtrade, cela représente 144 tonnes de CO2 par jour, soit environ 53,000 XNUMX tonnes par an. Oops.

Chemtrade a essayé de trouver quelque chose à voir avec ce produit, mais comme le montre le bref aperçu des consommateurs d'hydrogène ci-dessus, il n'y a aucun client naturel à proximité de l'usine, et Prince George est loin d'être à peu près partout.

Entrez Teralta. Il s’agit d’une entreprise basée en Colombie-Britannique lancée en 2021. Certaines de ses activités sont absurdes, comme fournir des générateurs d’hydrogène pour l’industrie cinématographique. Pareil pour l’étrange hydrogène de la Colombie-Britannique pour la fixation de l’énergie. Nous sommes le foyer d’un échec perpétuel. Ballard, qui, comme je l’ai noté récemment, a réussi à perdre en moyenne 55 millions de dollars chaque année depuis 2000, la somme stupéfiante de 1.3 milliard de dollars provenant d’autres personnes, souvent gouvernementales. Il existe tout un écosystème étrange d’hydrogène pour les entreprises énergétiques en ville. Compte tenu de la densité du caoutchouc autour de la bulle d’hydrogène pour l’énergie, je ne présume pas que quiconque ici connaisse mon nom même si je suis local.

Je vais avoir plus d'histoire sur Teralta en particulier, car par coïncidence, je déjeune avec le co-fondateur demain de son côté de False Creek dans le village olympique (qui capte très judicieusement la chaleur des eaux usées pour réduire les deux tiers des besoins en électricité. pour le chauffage des milliers d'habitants de condos, de bureaux et de brasseries du quartier).

À un moment donné, quelqu'un associé à Teralta a compris que l'hydrogène était extrait des processus industriels existants, qu'il était rejeté et que c'était une opportunité.

Ils ont examiné de nombreux ensembles de données et l'une des usines qu'ils ont trouvées était l'usine Chemtrade à Prince George. Ils discutaient avec eux, se grattaient la tête, regardaient autour de la ville et sentaient probablement cette odeur particulière d'œufs pourris qui émanait des usines de pâtes et papiers voisines. À l’époque, il y en avait trois, mais Canfor, qui les exploitait toutes les trois, a fermé l’une des plus grandes l’année dernière.

Cette odeur, d'ailleurs, est une source de fierté perverse, une sorte de syndrome de Stockholm nasal, dans la ville, où les mèmes la décrivent comme l'odeur de l'argent et publient des articles sur les réseaux sociaux vantant ses vertus et étant accueillis chez eux par lui. après un moment d'absence.

Les usines de pâtes et papiers sont de grandes consommatrices d’énergie. Une grande partie de cette énergie provient de l'électricité, et de nombreuses usines ont des accords avec BC Hydro qui permettent au service public d'arrêter automatiquement ses unités thermiques par tranches de 5 et 10 MW à partir du système archaïque de gestion de l'électricité sur écran vert via SCADA, le précurseur industriel de IdO et Internet.

Une grande partie de cette énergie provient de la combustion du gaz naturel. Les spécificités de chaque usine dépendent bien sûr du fait que le gaz ou l’électricité soit moins cher, et pratiquement rien d’autre. Dans le cas de Prince George, il s’agit d’une énorme quantité de gaz naturel. L’hydrogène brûle beaucoup plus proprement que le gaz naturel.

S’il est fabriqué à partir d’eau en utilisant de l’électricité à faible teneur en carbone, il s’agit d’un combustible combustible beaucoup moins carboné, bien que généralement très coûteux, nous ne le faisons donc jamais. L’électricité de Chemtrade est-elle à faible teneur en carbone ? Dur à dire. L’électricité de BC Hydro est très faible en carbone car elle provient presque entièrement d’anciens barrages hydroélectriques. Mais FortisBC dessert également Prince George et brûle du gaz naturel dans ses usines de gaz naturel et fournit du gaz naturel aux consommateurs. Il est difficile de dire de loin si Chemtrade est un client de FortisBC ou d’HydroBC, et cela aurait vraiment une incidence sur l’empreinte carbone du processus. Mais dans ce cas, l’hydrogène est un sous-produit, pas le point initial, alors peut-être que ça va.

Non, trouvons une solution. FortisBC brûle du gaz naturel. Je suppose qu’ils utilisent des générateurs à cycle combiné qui produisent environ 400 grammes de CO2e/kWh. Ajoutez 100 grammes de CO2e/kWh supplémentaires pour les émissions de méthane en amont, en supposant qu'ils soient modérément prudents dans leur chaîne d'approvisionnement. Donc 500 grammes de CO2e/kWh.

Il faut de l'électricité pour fabriquer un kilogramme de chlorate de sodium. Observer la formule du processus chimique - NaCl + 3H₂O + 6e → NaClO₃ + 3H₂ — suggère environ 35 tonnes de chlorate de sodium par tonne d'hydrogène. Les statistiques mondiales indiquent que la production de 3.6 millions de tonnes de chlorate de sodium consomme 20 TWh d'électricité, soit environ 6 MWh par tonne. D’autres sources suggèrent un chiffre plus élevé, mais je choisirai le chiffre le plus bas.

Si FortisBC fournit l’électricité, cela représenterait 105 tonnes d’équivalent CO2 pour l’électricité pour les 35 tonnes de chlorate de sodium et la seule tonne d’hydrogène. En supposant que cette somme soit répartie entre le chlorate de sodium et l’hydrogène par tonne, cela signifierait que chaque tonne d’hydrogène aurait une dette carbone d’environ 8.5 tonnes d’équivalent CO2. C’est bien plus que la simple combustion de gaz naturel pour se chauffer, ce qui est un argument étrange que FortisBC a utilisé dans ses mémoires pour tenter de ralentir l’électrification.

C’est laid, c’est pourquoi FortisBC s’est engagé dans une série d’actions de plus en plus désespérées pour lutter contre la décarbonisation de l’économie de la Colombie-Britannique par tous les moyens possibles. C’est l’une des principales sources de désinformation et de retard, et leur équipe de relations publiques est très efficace dans leur travail destructeur d’âme.

On espère que Chemtrade achète de l’électricité à BC Hydro, qui utilise 7.6 grammes d’équivalent CO2/kWh, ce qui ne donnerait qu’une dette carbone d’environ 1.6 tonne d’équivalent CO2 pour le processus et la part d’hydrogène serait de 0.1 tonne, bien inférieure à la combustion de gaz naturel. Mais qui sait, car encore une fois, tout est une question de fournitures les moins chères.

Quoi qu'il en soit, Teralta a effectué de nombreux travaux avec Chemtrade, Canfor, la ville, probablement la province et probablement d'autres. Prince George avait reçu 150,000 XNUMX $ de la province dans le cadre de sa stratégie sur l'hydrogène pour voir si la ville pouvait devenir une plaque tournante de l'hydrogène. Oui, la province investit constamment dans les projets liés à l’hydrogène, et ce depuis des décennies, après avoir été capturée par l’illusion que l’hydrogène pour l’énergie constituerait une énorme opportunité de croissance pour remplacer le pétrole et le gaz naturel qu’elle extrait et espère, en vain, expédier. en Chine.

Prince George est ou était potentiellement dans le collimateur d’Andrew Forrester. Le milliardaire minier de Fortescue est fasciné par les perspectives de l'hydrogène comme source d'énergie, même si sa propre société minière a clairement indiqué qu'elle allait simplement le faire. électrifier les mines et ne pas gaspiller d’argent et d’énergie en le transformant d’abord en hydrogène. Des chiffres comme 3 milliards de dollars ont été investis à Prince George.

Le premier ministre de la province s'est présenté à Prince George pour l'annonce de Chemtrade-Canfor-Teralta et a déclaré que les opportunités économiques mondiales liées à l'hydrogène pourraient atteindre 305 milliards de dollars.

Oui, en Colombie-Britannique, c'est un gros problème. J'en avais vaguement conscience.

D'accord, nous avons donc une dette carbone supposée de 0.1 tonne d'équivalent CO2 pour l'hydrogène. Il est capturé par Teralta et nettoyé – en éliminant principalement l’excès d’eau, l’un de ces satanés équilibres végétaux que la plupart des calculs d’hydrogène ignorent – ​​et acheminé sur un demi-kilomètre vers l’une des usines de Canfor via un tuyau en acier inoxydable de 20 centimètres. Ce tuyau est environ 20 fois plus cher que les tuyaux en PVC qui sont souvent utilisés pour le gaz naturel, l'un des nombreux impacts économiques du transport de l'hydrogène qui le rendent non rentable dans la plupart des cas.

Mais il s’agit d’un cas particulier, l’un des rares où cela ressort. Hydrogène gaspillé. Un gros brûleur de gaz naturel à un demi-kilomètre. Aucun autre consommateur d’hydrogène à proximité.

Ainsi, l’hydrogène est acheminé vers l’usine de papier, mélangé au gaz naturel et brûlé pour produire de la chaleur. L'étude de cas suggère que cela remplacerait environ 25 % du gaz naturel et permettrait d'économiser environ 700,000 2 tonnes d'émissions de CO0.1 par an. Cela ne tient probablement pas compte des émissions de méthane en amont du gaz naturel qui atteint l'usine de papier, ni de la dette assumée de 2 tonne d'équivalent COXNUMX par tonne d'hydrogène, mais c'est certainement mieux que d'évacuer l'hydrogène. et brûler du gaz naturel à la place.

C'est un peu Rube Goldberg, non ? Ce cas d’utilisation réellement judicieux de l’hydrogène pour l’énergie dépend d’un processus industriel qui crée un peu d’hydrogène comme sous-produit de ses principaux efforts de production et d’un brûleur de gaz naturel très proche. Il a fallu créer une toute nouvelle usine de traitement chimique, quoique petite, entre les deux installations pour purifier l’hydrogène. Cela a sans aucun doute nécessité des ajustements au niveau des brûleurs également.

Il n’y a rien de spécial dans le processus chimique des pâtes et papiers car il nécessite la combustion de gaz. C'est juste une source de chaleur. Toute chaleur industrielle peut s'électrifier, à l'exception de celles qui nécessitent la combustion de gaz dans le cadre du processus chimique, et celles-ci sont assez rares. Les usines Canfor brûlent du gaz parce que c’est bon marché.

Ces économies de 700,000 2 tonnes de CO800,000 (probablement 2 3.2 tonnes d’équivalent CO2) impliquent que la seule usine Canfor produit 2.4 millions de tonnes d’équivalent CO2 par an, et même après l’arrivée de l’hydrogène – elle n’est pas encore en service – produira toujours XNUMX millions de tonnes d’équivalent COXNUMX par an.

Les chiffres de l'étude de cas Teralta suggèrent qu'ils consomment environ 2 millions de gigajoules de gaz naturel par an. Cela représente environ 600 GWh par an ou environ 70 MW d’énergie s’ils fonctionnent 24 heures sur 7, 365 jours sur 2 et XNUMX jours par an. Des quantités d’électricité non négligeables, mais supposons qu’ils l’obtiennent de BC Hydro à un très faible taux d’équivalent COXNUMX par kWh.

7.6 grammes de CO2e par kWh correspondent à 7.6 kilogrammes par MWh et 7.6 tonnes par GWh. Cela suggère que s’ils électrifiaient l’usine de pâtes et papiers, ils produiraient environ 4,500 2 tonnes d’équivalent COXNUMX par an.

Ainsi, l’électrification de l’usine, si cela était financièrement et techniquement viable, permettrait d’économiser environ 3.2 millions de tonnes d’équivalent CO2 par an, et l’effort consacré à l’hydrogène permettrait d’économiser environ 0.8 million de tonnes par an.

Les 53,000 700,000 et 700,000 XNUMX tonnes évitées grâce à l’approche hydrogène ne sont rien en comparaison. La véritable décarbonation est l’électrification avec de l’électricité produite de manière renouvelable. Mais éviter XNUMX XNUMX tonnes par an vaut mieux qu’un coup de pied dans la tête avec un mukluk gelé, comme on dit ici dans le nord glacial alors que nous nous blottissons autour des lampes à huile de phoque dans nos igloos.

Est-il financièrement viable de passer à l’électricité ? Eh bien, jouons à un petit jeu et supposons que Canfor doit payer le prix du carbone pour le gaz naturel par gigajoule. J’ai calculé il y a quelques années que le prix maximal du carbone au Canada de 2030 $ CA par tonne d’équivalent CO170 d’ici 2 ajouterait 8.50 $ CA au prix d’un gigajoule de gaz naturel.

Le tarif 5 de FortisBC suggère que Canfor paie actuellement environ 2.50 $ par gigajoule, ce qui est globalement un prix absurdement bas. L'Europe paie actuellement environ 15.60 dollars canadiens et, avant l'invasion de l'Ukraine et la crise énergétique, elle payait environ 7 dollars le gigajoule. Par ailleurs, le gaz naturel bon marché de l’Ouest canadien est en train de s’épuiser. Quoi qu’il en soit, leurs coûts énergétiques liés au gaz naturel s’élèvent actuellement à environ 5 millions de dollars, hors prix du carbone. Toutefois, si le prix de 2030 était appliqué, le prix de l’énergie serait de 22 millions de dollars.

Combien coûteraient 600 GWh aux tarifs industriels de la Colombie-Britannique ? Eh bien, un kWh coûte environ 0.06 $ CA – ce qui représente une électricité vraiment bon marché selon les normes mondiales en raison des barrages hydroélectriques amortis –, ce qui représente environ 60 $ par MWh et 60,000 36 $ par GWh. Cela représente environ XNUMX millions de dollars par an, soit bien plus que le coût du gaz naturel.

Qu’en est-il du coût social du carbone au Canada pour 2030 ? Quel est le coût social du carbone ? C’est le coût de chaque tonne marginale de CO2e que nous émettons chaque année. Le Canada, les États-Unis et l'UE ont suffisamment harmonisé les calculs pour qu'ils soient très proches chaque année. En 2030, le coût social du carbone pour le Canada sera de 294 $CAN.

Cela fera qu’un gigajoule de gaz naturel brûlé coûtera environ 17.20 $, ce qui transformera les 2 millions de gigajoules en un coût annuel de 34 millions de dollars. En 2040, le coût social du carbone sera de 341 dollars, ce qui portera le coût de l'énergie issue du gaz naturel à près de 20 dollars par gigajoule. En 2050, 394 dollars, ce qui porterait le coût à 22 dollars.

L’accord Teralta est plutôt avantageux pour Canfor. Vraisemblablement, le coût par gigajoule de l’hydrogène excédentaire se situe dans la même fourchette que le coût par gigajoule du gaz naturel, mais ils évitent le prix du carbone. Cela leur permettra d’économiser beaucoup d’argent dans les années à venir. Cela faisait probablement partie des négociations avec Chemtrade et Teralta, car ils ne font pas cela à titre caritatif. J'intégrerais certainement le prix du carbone et le coût social du carbone dans mes analyses de rentabilisation pour l'accord, ainsi que la durée de vie probable des projets étant donné que Canfor a déjà fermé l'une des usines de la région et leur énergie. les prix ne font qu'augmenter, d'une manière ou d'une autre.

Est-ce techniquement viable ? Le barrage du Site C d'une capacité de 800 MW entrera en service en 2025. Il n'a pour l'instant rien à faire car une grande partie de son existence est due au rêve d'exporter du gaz naturel liquéfié vers la Chine, et au port GNL qui reste en développement va simplement brûler du gaz naturel pour le processus de liquéfaction. Un client de 70 MW aiderait très bien les choses. À l’heure actuelle, bien sûr, la province rêve d’utiliser toute cette électricité pour produire de l’hydrogène pour une économie énergétique qui n’existera pas.

La fenêtre pour brûler du gaz naturel se ferme. Des efforts tels que l’usine d’hydrogène de Teralta sont utiles, mais éliminer peut-être un quart des émissions annuelles du processus est insuffisant. Pour être clair, il est logique de procéder ainsi étant donné les circonstances spécifiques, mais la probabilité que ces circonstances existent est faible. Il est beaucoup plus probable que les sous-produits de l’hydrogène de l’industrie chimique soient utilisés pour fabriquer du méthanol ou de l’ammoniac, des marchés existants et à grande échelle pour ce produit chimique.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• PlatoData.Network Ai générative verticale. Autonomisez-vous. Accéder ici.
• PlatoAiStream. Intelligence Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• PlatonESG. Carbone, Technologie propre, Énergie, Environnement, Solaire, La gestion des déchets. Accéder ici.
• PlatoHealth. Veille biotechnologique et essais cliniques. Accéder ici.
• La source: https://cleantechnica.com/2024/01/17/prince-george-teralta-hydrogen-for-energy-initiative-actually-makes-sense/