L’avenir de l’énergie : un mélange d’hydrogène et de gaz naturel ?

L’Institut de recherche Southwest (SwRI) a été choisi pour recevoir un contrat de 1,5 million de dollars du département américain de l’Énergie afin d’évaluer la sécurité et l’efficacité d’un système de compression à grande échelle pour des mélanges d’hydrogène et de gaz naturel contenant jusqu’à 20% d’hydrogène en volume. Cette nouvelle pourrait marquer un tournant dans la manière dont nous utilisons et transportons l’énergie.

Le SwRI collaborera avec le Gas Machinery Research Council (GMRC) sur ce projet.

«L’hydrogène a été reconnu comme une alternative viable au combustible de gaz naturel», a déclaré Sarah Simons, analyste de recherche au SwRI. Un flux d’hydrogène pur n’est pas compatible avec l’infrastructure de transport d’énergie existante car l’hydrogène et le gaz naturel ont des caractéristiques différentes.

Utiliser un mélange d’hydrogène et de gaz naturel peut éviter la nécessité de créer de nouveaux pipelines et autres infrastructures tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. Avant que le gaz naturel ne soit livré aux maisons et aux entreprises pour le chauffage ou la cuisson, il est pressurisé par des compresseurs pour circuler dans les pipelines de gaz.

Évaluation de la sécurité et de l’efficacité

Le projet dirigé par SwRI utilisera une boucle de compresseur à piston à grande échelle sur le campus de l’Institut à San Antonio pour évaluer la sécurité et l’efficacité de la pressurisation des mélanges de gaz naturel et d’hydrogène pour le transport par pipeline.

« Parce que les molécules d’hydrogène sont beaucoup plus petites que le gaz naturel, elles peuvent infiltrer les matériaux, ce qui entraîne une fragilisation des tuyaux et des dommages à l’infrastructure. Les grandes différences entre les propriétés de l’hydrogène et du gaz naturel peuvent changer les caractéristiques de performance et mettre également divers composants de tuyauterie, tels que les vannes de régulation de débit, en risque de défaillance », a ajouté Sarah Simons.

En synthèse

Ce projet évaluera les risques pour le système et les composants associés à chaque pourcentage d’hydrogène testé et recherchera des solutions techniques pour permettre une compression sûre et efficace des mélanges d’hydrogène et de gaz naturel. Divers composants de compresseur ont été évalués séparément pour une utilisation avec des mélanges de gaz naturel et d’hydrogène.

SwRI s’appuiera sur cette base en étudiant un système de compresseur complet avec ces composants installés pour s’assurer que le système dans son ensemble peut fonctionner en toute sécurité et efficacement dans le même environnement.

L’équipe mesurera également les fuites et testera les compteurs de gaz pour leur précision et leur compatibilité avec les mélanges d’hydrogène et de gaz naturel. SwRI apportera initialement des modifications mineures à la boucle de compresseur, mettant à jour certains composants pour la compatibilité avec l’hydrogène et améliorant les capacités pour fonctionner avec un mélange d’hydrogène et de gaz naturel.

Comme la plupart des compresseurs à piston, la machinerie principale est déjà compatible avec l’hydrogène. SwRI concevra et construira un dispositif de mélange pour analyser l’hydrogène mélangé par incréments de cinq pour cent de zéro à 20% de concentration en volume et évaluera un système de séparation pour extraire l’hydrogène du gaz de processus.

« La tâche finale sera de prendre les leçons tirées de ce travail, de les combiner avec des recherches publiées et de développer un document de meilleures pratiques pour que les opérateurs de pipelines puissent s’y référer », a conclu Sarah Simons. « Les appareils couramment installés dans les maisons, tels que les cuisinières à gaz naturel ou les chauffages, ainsi que leurs connexions au pipeline de gaz, nécessiteraient une évaluation supplémentaire pour s’assurer qu’ils sont compatibles avec un mélange d’hydrogène. »

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le projet de l’Institut de recherche Southwest (SwRI) ?

Le SwRI a reçu un contrat de 1,5 million de dollars du département américain de l’Énergie pour évaluer la sécurité et l’efficacité d’un système de compression à grande échelle pour des mélanges d’hydrogène et de gaz naturel contenant jusqu’à 20% d’hydrogène en volume.

Pourquoi l’hydrogène est-il considéré comme une alternative viable au gaz naturel ?

L’hydrogène a des caractéristiques différentes du gaz naturel, mais il peut être mélangé avec ce dernier pour éviter la nécessité de créer de nouvelles infrastructures tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.

Quels sont les défis liés à l’utilisation de l’hydrogène dans l’infrastructure ?

Les molécules d’hydrogène sont beaucoup plus petites que le gaz naturel, elles peuvent donc infiltrer les matériaux, entraînant une fragilisation des tuyaux et des dommages à l’infrastructure. De plus, les grandes différences entre les propriétés de l’hydrogène et du gaz naturel peuvent changer les caractéristiques de performance et mettre divers composants de tuyauterie en risque de défaillance.

Comment le SwRI compte-t-il surmonter ces défis ?

Le SwRI évaluera les risques pour le système et les composants associés à chaque pourcentage d’hydrogène testé et recherchera des solutions techniques pour permettre une compression sûre et efficace des mélanges d’hydrogène et de gaz naturel. L’équipe mesurera également les fuites et testera les compteurs de gaz pour leur précision et leur compatibilité avec les mélanges d’hydrogène et de gaz naturel.

Quel est l’objectif final de ce projet ?

L’objectif final est de développer un document de meilleures pratiques pour que les opérateurs de pipelines puissent s’y référer. Les appareils couramment installés dans les maisons, tels que les cuisinières à gaz naturel ou les chauffages, ainsi que leurs connexions au pipeline de gaz, nécessiteraient une évaluation supplémentaire pour s’assurer qu’ils sont compatibles avec un mélange d’hydrogène.

Légende illustration principale : Le ministère américain de l’énergie a attribué un contrat de 1,5 million de dollars à SwRI pour évaluer la sécurité et l’efficacité d’un système de compression à grande échelle pour les mélanges hydrogène-gaz naturel contenant jusqu’à 20 % d’hydrogène en volume. Le projet utilisera une boucle de compresseur alternatif à l’échelle réelle sur le campus de l’institut à San Antonio, comme le montre cette image. Credit : Southwest Research Institute