Hydrogène vert : l’eau ultrapure, clé d’une production durable et performante

L'hydrogène, souvent présenté comme l'énergie du futur, ne pourra remplir son potentiel que si sa production repose sur des choix judicieux. Ainsi, l'hydrogène vert, produit par électrolyse de l'eau et d’électricité issue de ressources renouvelables, est considéré comme le plus durable. Mais pour garantir l'efficacité et la durabilité des électrolyseurs, la qualité de l'eau utilisée est essentielle. À l’instar des secteurs pharmaceutique, cosmétique ou encore micro-électronique, où BWT est un acteur reconnu, l’eau ultrapure est indispensable à la production d'hydrogène vert.

L'hydrogène, bien que prometteur, présente un impact environnemental variable selon ses modes de production. Si l’hydrogène existe à l’état naturel et peut être extrait du sous-sol (on parle alors d’hydrogène blanc), la très grande majorité de l’hydrogène utilisé aujourd’hui est produit selon différentes techniques. Il en existe de très nombreuses, plus ou moins éco-responsables, parmi lesquelles : 

Hydrogène gris, brun ou noir : produit à partir de combustibles fossiles (gaz naturel ou charbon) par vaporeformage, c'est la forme la plus courante, mais aussi la plus polluante.

Hydrogène rose : produit par électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité nucléaire. Moins courant, il est considéré comme une alternative bas carbone.

Hydrogène jaune : produit par électrolyse de l'eau en utilisant un mix énergétique incluant des énergies renouvelables et non renouvelables.

Hydrogène vert : produit par électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité issue de sources renouvelables (éolien, solaire, hydraulique).

L’hydrogène vert est donc la forme la plus neutre en carbone mais aussi la plus coûteuse à produire. Or, pour maximiser son efficacité, la qualité de l'eau utilisée dans le processus d'électrolyse est essentielle.

La production d'hydrogène vert (mais également jaune et rose) repose sur l'électrolyse de l'eau, un processus qui sépare les molécules d'eau en hydrogène et oxygène. Une eau ultrapure est indispensable pour ce processus, car elle doit être exempte de toutes impuretés, minéraux, substances chimiques et organiques. Ces éléments peuvent en effet endommager les électrolyseurs, limiter leur durée de vie, et augmenter leurs coûts de maintenance. Une eau ultrapure garantit également une conductivité électrique très basse, maximisant alors la performance des systèmes d’électrolyse pour la production d'hydrogène de haute qualité, essentiel pour de nombreuses applications industrielles et énergétiques.

En parallèle, au-delà de la qualité de l'eau, la gestion quantitative de la ressource hydrique constitue également un enjeu pour les usines de production d'hydrogène vert. Dans ce contexte, une gestion combinée au recyclage et à la réutilisation des eaux au sein de l’usine, permet de minimiser l'impact sur les bassins hydriques locaux, mais renforce également la durabilité de la production d’hydrogène vert. Une approche vertueuse qui peut aussi aider à l’acceptabilité sociale de l’implantation d’usines de production, en limitant les risques de concurrence des usages sur les bassins hydriques concernés.

Quelle que soit la typologie d’eau en entrée de processus (eau potable, eaux de surface, eaux de forage ou eaux recyclées), la génération d’eau ultrapure repose sur un chaînage en trois étapes : 

Préfiltration : cette première étape permet d'éliminer les matières en suspension et les principales particules présentes dans l'eau.

Osmose inverse : grâce à cette technologie, l'eau est purifiée en éliminant la majorité des impuretés dissoutes. Cependant, cette étape ne suffit pas pour atteindre le niveau de pureté requis pour les électrolyseurs.

Polissage par électrodéionisation (EDI) : cette étape finale (optionnelle selon les types d'électrolyseurs) permet d'éliminer les dernières traces de particules polluantes, offrant une eau ultrapure avec une conductivité inférieure à 0,1 µS/cm.

Ces étapes garantissent une qualité d'eau adaptée aux besoins les plus exigeants de l'industrie de l'hydrogène. Les techniques de production d'eau ultrapure se sont développées progressivement au cours du 20e siècle, notamment avec, un perfectionnement des techniques d’osmose inverse et d’électrodéionisation dans le courant des années 1960 et 1970. Les années 1980 et 1990 ont, par la suite, permis de développer la production d’eau ultrapure à l’échelle industrielle, sous l’impulsion et l’expertise d’entreprises spécialisées telles que BWT.

En d’autres termes, la production d’hydrogène vert ne nécessite pas de traitement hydrique spécifique, mais constitue simplement un usage nouveau de l’eau ultrapure, déjà largement utilisée dans les industries pharmaceutique et cosmétique, les semi-conducteurs et l’électronique, ou encore l’automobile (production de batteries). 

Depuis plusieurs décennies, BWT a acquis une très forte expérience dans le traitement de l'eau, et une expertise spécifique reconnue dans la production d'eau ultrapure pour des secteurs essentiels tels que la pharmaceutique et la cosmétique. Aujourd’hui leader de la production ultrapure pour ces industries, BWT met son expertise au service de l'industrie de l'hydrogène vert, rose ou jaune, où la qualité de l'eau dans le processus d’électrolyse est un facteur clé de succès.

BWT propose des solutions innovantes et performantes pour répondre aux besoins spécifiques des industriels, de la conception à la mise en route des installations de traitement d'eau, intégrant également les solutions de maîtrise quantitative de l’eau. Grâce à des systèmes propriétaires et une maîtrise complète de la chaîne de production d’eau ultrapure, BWT est aujourd’hui l’interlocuteur privilégié des usines de production d'hydrogène dans leur quête d’efficacité et de durabilité.