Biohydrogène

Le biohydrogène est un hydrogène produit par des processus biologiques, principalement à partir de matières organiques.

Le biohydrogène représente une alternative prometteuse et durable pour la production d’hydrogène, en particulier dans le cadre de la transition énergétique et de la décarbonation. Cependant, son utilisation à grande échelle nécessite encore des avancées technologiques et des améliorations économiques pour rivaliser avec d’autres formes d’hydrogène comme l’hydrogène vert.

Contrairement à l’hydrogène gris, bleu ou vert, qui est principalement produit à partir de procédés industriels et chimiques, le biohydrogène provient de la biomasse ou de micro-organismes (bactéries, algues, etc.) qui décomposent des matières organiques et libèrent de l’hydrogène.

Fermentation biologique

Ce procédé utilise des micro-organismes, comme des bactéries, pour décomposer des matières organiques en conditions anaérobies (sans oxygène). Lors de la fermentation, certains micro-organismes génèrent de l’hydrogène comme produit secondaire.

Fermentation dark (sans lumière) : Ce processus se produit sans lumière et implique des bactéries qui dégradent des substrats organiques (par exemple des sucres) et produisent de l’hydrogène.

Fermentation photo (avec lumière) : Certaines algues et bactéries photosynthétiques, comme les cyanobactéries, produisent de l’hydrogène en utilisant l’énergie solaire.

Gazéification de la biomasse

La gazéification est un processus thermique qui transforme la biomasse (tels que les déchets agricoles, les résidus forestiers ou les déchets organiques) en gaz de synthèse. Ce gaz de synthèse contient de l’hydrogène, qui peut être ensuite séparé et purifié. Bien que ce procédé soit plus proche de la production conventionnelle de gaz naturel, il est plus respectueux de l’environnement si les matières premières sont renouvelables.

Photofermentation

Ce processus utilise des micro-organismes photosynthétiques, comme certaines bactéries et algues, qui, lorsqu’ils sont exposés à la lumière, décomposent des composés organiques (souvent issus de déchets industriels ou agricoles) pour produire de l’hydrogène.

Biohydrogène à partir de la biomasse lignocellulosique

Cette méthode implique la dégradation des matériaux riches en cellulose, comme le bois, les tiges de maïs, ou d’autres résidus agricoles, par des procédés biologiques pour libérer de l’hydrogène. Ce processus est encore en développement mais représente une voie intéressante pour la production de biohydrogène à partir de matières premières non alimentaires.

Avantages du Biohydrogène :

Source renouvelable : Le biohydrogène est produit à partir de biomasse, qui est une ressource renouvelable, souvent issue de déchets agricoles, alimentaires ou industriels.

Impact environnemental faible : Si la biomasse est produite de manière durable, la production de biohydrogène peut être une alternative plus respectueuse de l’environnement par rapport aux méthodes conventionnelles, notamment en réduisant les émissions de CO₂.

Économie circulaire : Le biohydrogène peut être produit à partir de déchets organiques, contribuant ainsi à une économie circulaire en valorisant les résidus organiques.

Limites et défis :

Efficacité : La production de biohydrogène est souvent moins efficace que les autres méthodes comme l’électrolyse de l’eau (hydrogène vert), avec des rendements parfois plus faibles.

Coûts : Les technologies de production du biohydrogène sont encore en phase de développement, ce qui implique des coûts élevés pour l’implantation à grande échelle.

Compétition avec l’alimentation : Dans le cas de certains substrats biologiques, il peut y avoir une compétition avec la production alimentaire ou d’autres usages de la biomasse.

Biohydrogène : abordable, écologique et pourtant négligé – Cet article de l’European Biogas Association explore le potentiel du biohydrogène dans la décarbonation de la production d’hydrogène en Europe, en mettant l’accent sur son origine à partir de biogaz et de biomasse.
Site : https://www.europeanbiogas.eu/biohydrogen-affordable-green-and-yet-overlooked/

Biohydrogène : une introduction – Une ressource éducative qui couvre les bases du biohydrogène, son rôle en tant que source d’énergie renouvelable et les implications environnementales de sa production.
Site : https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Biochemistry/Fundamentals_of_Biochemistry_%28Jakubowski_and_Flatt%29/Unit_IV_-Special_Topics/32%3A_Biochemistry_and_Climate_Change/32.09%3A__Part_2-_Biohydrogen_An_Introduction

Biohydrogène de SpringerLink – Cet extrait de livre offre une analyse approfondie du biohydrogène, couvrant sa production à partir de matières premières renouvelables et les méthodes chimiques et biologiques impliquées.
Site : https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-84882-511-6_6

Le biohydrogène dans l’équation zéro émission nette – Cet article discute du rôle potentiel du biohydrogène dans la transition énergétique, en mettant en évidence son potentiel pour décarboner divers secteurs industriels.
Site : https://www.europeanbiogas.eu/biohydrogens-take-into-the-net-zero-equation/