C-Zero lève 11,5 millions de dollars pour développer la technologie «  Turquoise Hydrogen  »

La promesse d’une économie de l’hydrogène pour remplacer les combustibles fossiles est généralement centrée sur le potentiel de «l’hydrogène vert», généré par électrolyse de l’eau avec de l’électricité sans carbone. Mais la grande majorité de la production industrielle d’hydrogène d’aujourd’hui est «  grise  », fabriquée à partir de gaz naturel via le reformage du méthane à la vapeur – un processus qui émet du dioxyde de carbone, mais à un faible coût que l’électrolyse aura du mal à battre au cours des prochaines décennies.

Mais le gaz naturel peut aussi être converti en hydrogène sans émissions de carbone, via un autre spectre de la palette hydrogène. Il s’agit notamment de «l’hydrogène bleu» – reformage du méthane à la vapeur avec captage et stockage du carbone – ou une autre technique, la pyrolyse du méthane, qui avait valu le surnom de «turquoise» pour fusionner le bleu et le vert.

C’est l’objectif de C-Zero, une startup qui a gagné le soutien d’investisseurs en capital-risque pour adopter son approche allant des tests en laboratoire à l’échelle de l’usine pilote. Mardi, la société basée à Santa Barbara, en Californie, a annoncé un tour de série A de 11,5 millions de dollars dirigé par Breakthrough Energy Ventures, fondé par Bill Gates, et Eni Next, la branche d’investissement en capital-risque de la société pétrolière italienne Eni. Parmi les autres investisseurs figuraient AP Ventures et Mitsubishi Heavy Industries, le géant industriel japonais investissant dans un projet de haut niveau visant à créer un hub d’hydrogène pour l’ouest des États-Unis.

La société a également remporté 3 millions de dollars grâce à deux subventions du département américain de l’énergie et un projet de 350 000 dollars avec les services publics californiens Pacific Gas & Electric et Southern California Gas pour tester certains éléments de la conception de son réacteur de pyrolyse. Le nouvel investissement est destiné à financer sa première installation de production à l’échelle pilote, a déclaré le PDG Zach Jones dans une interview.

C-Zero est en compétition dans un domaine de poids lourds. Le géant de la chimie BASF construit une usine pilote d’hydrogène turquoise en partenariat avec un consortium d’entreprises et d’organismes de recherche allemands. La société australienne Hazer Group a obtenu le soutien du gouvernement pour construire une usine pilote testant son propre procédé de pyrolyse. Et la société américaine Monolith Materials, qui a également remporté des investissements de Mitsubishi, produit de l’hydrogène et du noir de carbone à des fins industrielles dans une usine du Nebraska.

Différentes approches de l’hydrogène turquoise

Mais C-Zero diffère de ces concurrents de plusieurs manières, a déclaré Jones. La première est sa méthode choisie de pyrolyse du méthane, un procédé à haute température pour convertir le méthane en hydrogène gazeux et en carbone solide en présence d’un catalyseur. Ce carbone peut être «lié» sous une forme solide, évitant les émissions d’hydrogène gris et les défis techniques et financiers de l’hydrogène bleu pour le capturer comme un gaz.

BASF et Hazer utilisent du carbone et du minerai de fer comme catalyseurs, tandis que Monolith utilise un plasma à haute température qui produit « un beau noir de carbone pour les pneus et autres choses », a-t-il déclaré. C-Zero, après avoir expérimenté avec des sels fondus et des métaux, s’est déposé sur un catalyseur à base de nickel fondu dans un processus à flux continu, a-t-il déclaré.

La «sauce secrète» de C-Zero consiste à extraire le carbone de la fonte à haute température, a-t-il déclaré. Bien qu’il ait refusé d’entrer dans les détails, le processus implique une boucle de circulation qui permet au carbone d’être déposé dans une section du réacteur sous forme de suspension gaz-solide, qui peut ensuite être extraite par une variété de processus industriels existants, a-t-il déclaré.

La deuxième grande différence pour C-Zero est la décision de renoncer à essayer de faire du carbone solide un sous-produit potentiellement précieux, a-t-il déclaré. Au lieu de cela, «nous voulons avoir la production d’hydrogène la moins coûteuse, même dans la mesure où nous devons intégrer notre structure de coûts à la mise en décharge du carbone».

Ce choix comporte des coûts, a-t-il noté. Alors que l’hydrogène représente environ 60% de l’énergie contenue dans le méthane, le carbone constitue les 40% restants – l’énergie qui est perdue en le convertissant en solide plutôt qu’en le brûlant. Trouver des moyens de se faire payer sous une forme solide est un concept économiquement valable dans un monde où la valeur de l’énergie sans carbone n’est pas récompensée.

Choisir un procédé qui optimise la production d’hydrogène à l’échelle industrielle au détriment d’un sous-produit de carbone de haute qualité, en revanche, «semblait être un pari il y a trois ans, mais semble maintenant, espérons-le, la bonne décision», a-t-il déclaré.

Comparaison du potentiel de l’hydrogène vert

C’est parce que C-Zero s’attend à ce que son processus produise de l’hydrogène à un coût d’environ 1,50 $ le kilogramme, à peu près le même que l’hydrogène gris, a-t-il déclaré. C’est bien en dessous du coût de l’hydrogène vert par électrolyse aujourd’hui, qui varie de 4 $ par kilogramme et plus.

Ce prix est appelé à baisser alors que les mandats et les incitations massifs du gouvernement entraînent un boom de la capacité d’électrolyse mondiale. Les stratégies nationales de l’hydrogène en Europe et en Asie ont fixé des objectifs totalisant 66 gigawatts de capacité, selon le nouveau rapport de Wood Mackenzie, 2050: la possibilité de l’hydrogène—une échelle qui dépassera la demande mondiale actuelle de gaz en l’absence d’une croissance importante des utilisations finales pour le chauffage, la production d’électricité et le carburant pour les navires, les avions et le transport routier long-courrier.

Cette croissance pousse les développeurs de projets d’hydrogène vert à revendiquer des coûts qui seront compétitifs par rapport à l’hydrogène gris d’ici la fin de la décennie ou plus tôt. Ces baisses de coûts dépendront de plusieurs facteurs, y compris des gains d’efficacité et des économies d’échelle grâce aux électrolyseurs, et bien sûr, du coût et de la disponibilité d’une électricité sans carbone pour les approvisionner.

Mais Jones a souligné que l’électricité nécessaire pour produire un kilogramme d’hydrogène vert équivaut à environ sept fois la quantité équivalente d’énergie contenue dans le gaz naturel utilisé pour fabriquer un kilogramme d’hydrogène turquoise. Ensuite, bien sûr, il y a la question de savoir à quelle fréquence l’énergie renouvelable peut être détournée de manière rentable vers la production d’hydrogène au lieu de servir des charges.

Et comme une grande partie des projets d’hydrogène du secteur de la production d’électricité se concentrent sur son utilisation pour remplacer le gaz naturel, l’installation d’un réacteur C-Zero au point où les gazoducs existants alimentent les centrales électriques pourrait être une solution beaucoup moins capitalistique que la construction la modernisation d’un pipeline pour transporter l’hydrogène de sources lointaines.

Pour être clair, «nous ne prétendons jamais que nous allons être moins chers que le reformage du méthane à la vapeur», a-t-il déclaré. «Nous pensons que nous allons être moins chers que le reformage du méthane à la vapeur et la capture du carbone», cependant. «Nous ne pensons pas à cela comme au coût de la production d’hydrogène – nous le considérons comme au coût du CO2 évité.»

Alors que certains investisseurs en technologies propres peuvent remettre en question la sagesse d’investir dans des technologies qui continuent d’utiliser le gaz naturel, «si vous êtes assis sur des milliards ou des billions de dollars de réserves de gaz naturel, qu’allez-vous faire avec cela? Nous nous considérons comme le pont entre les actifs et réserves de gaz naturel existants et un avenir sobre en carbone. »