hydrogène rouge

L'hydrogène rouge est de l'hydrogène gazeux produit en couplant la chaleur résiduelle d'un réacteur nucléaire à un processus thermochimique de craquage de l'eau, plutôt que d'utiliser cette chaleur pour générer de l'électricité. Au lieu de faire passer de la vapeur dans une turbine, la production thermique du réacteur entraîne un cycle chimique, impliquant généralement des oxydes métalliques ou des composés soufrés, qui décompose les molécules d'eau en hydrogène et en oxygène à des températures comprises entre 800 et 900 degrés Celsius. Le processus évite la pénalité énergétique de la conversion de la chaleur en électricité d'abord, puis de l'utilisation de cette électricité pour craquer l'eau par électrolyse.

Le terme s'inscrit dans une taxonomie des couleurs : l'hydrogène gris provient du reformage à la vapeur du gaz naturel ; l'hydrogène bleu est de l'hydrogène gris avec capture de carbone ; l'hydrogène vert est électrolytique, alimenté par de l'électricité renouvelable ; l'hydrogène rose utilise l'électricité nucléaire ; et l'hydrogène rouge utilise directement la chaleur nucléaire. L'avantage du rouge sur le rose est l'efficacité thermodynamique. La chaleur résiduelle d'une centrale nucléaire est normalement rejetée dans les tours de refroidissement. L'hydrogène rouge capte une partie de cette énergie autrement perdue, améliorant l'utilisation globale de l'usine sans nécessiter de nouvelle infrastructure électrique.

Obstacles techniques et variantes

Le principal défi est celui des matériaux : les cycles soufre-iode, les cycles cuivre-chlore et les systèmes à haute température à base d'hélium doivent résister à des cycles thermiques répétés et à la corrosion chimique à des températures extrêmes. La plupart des conceptions les plus prometteuses nécessitent des réacteurs refroidis à l'hélium ou à sels fondus plutôt que des centrales à eau légère standard, car la température de livraison de la chaleur est d'une importance capitale. Un réacteur thermique de 500 mégawatts pourrait fournir 100 à 150 mégawatts de chaleur utilisable à une usine d'hydrogène fonctionnant avec une efficacité de conversion de 40 à 50 pour cent.

L'hydrogène rouge reste largement expérimental. Des unités de démonstration ont fonctionné au Japon et en France, mais aucune installation à l'échelle commerciale ne le produit encore de manière routinière. L'économie dépend de la chaleur nucléaire bon marché et des prix élevés de l'hydrogène ; actuellement, la majeure partie de la demande d'hydrogène est satisfaite par l'hydrogène gris à moindre coût. L'échelle compte : l'hydrogène rouge est le plus intéressant à proximité de grands clusters industriels utilisant l'hydrogène pour la synthèse d'ammoniac, la production de méthanol ou le raffinage, où il évite le transport sur de longues distances et offre des avantages en termes de stabilité du réseau pendant les pics de production nucléaire.

Le nom reflète le raccourci de l'industrie : la couleur désigne la source d'énergie (rouge pour le nucléaire), suivant la convention établie par le gris et le vert. On l'appelle parfois hydrogène thermochimique nucléaire, bien que le rouge soit de plus en plus la norme dans les documents de politique énergétique européens et asiatiques.