3.1.1 Production d’hydrogène à partir des combustibles fossiles
La première, par vaporeformage à la vapeur qui utilise un certain nombre de catalyseurs très sensibles à certains poisons comme le soufre. De cette manière, toute une gamme d’hydrocarbures et de substances solides contenant des dérivés du carbone peut être traitée. Les critères de sélection sont nombreux, mais les deux principaux sont la finalité du procédé, gaz de synthèse ou hydrogène, et la priorité donnée soit à l’optimisation économique, soit à la flexibilité de la nature de la charge. La matière première de loin dominante est le gaz naturel, qui se compose principalement de méthane contenant quatre atomes d’hydrogène pour un atome de carbone. Dans tous les cas, les synergies sont habilement exploitées pour minimiser les coûts énergétiques et d’investissement afin d’augmenter la compétitivité du produit final.
La seconde, par l’oxydation partielle qui peut être réalisée sur des produits plus ou moins lourds allant du gaz naturel aux résidus lourds, au charbon ou à la biomasse. A haute température et haute pression, en présence d’oxygène comme oxydant et modérateur de température, l’oxydation partielle des hydrocarbures, similaire au vaporeformage, conduit à la production de gaz de synthèse. Depuis les années 1940 avec le procédé Lurgi, de nombreuses technologies de gazéification se sont développées au stade industriel.
La production massive d’hydrogène s’est développée sur les bases technologiques que nous venons d’examiner. Avec le développement de la conversion profonde, l’augmentation progressive du pétrole brut traité dans les raffineries et le durcissement continu des spécifications des carburants, on assiste à une augmentation continue des besoins en hydrogène des raffineries. Dans le second cas, combiner les besoins de plusieurs clients par l’installation de réseaux hydrogène plus ou moins larges permet d’installer des unités de production plus importantes et ainsi de réaliser des économies d’échelle.