futur de l'hydrogen 2/... - Consept

futur de l’hydrogen 2/…

la source de cette traduction synthétique est disponible à   « The future of hydrogen« .

 

 

On apprend tout d’abord au début du chapitre que l’hydrogène est aujourd’hui principalement produit à partir du gaz naturel et du charbon.

Cette fabrication de l’hydrogène implique donc une émission de CO2 environ égale à 830MtCO2/an.

Cette production d’hydrogène représente l’énergie équivalente de 330Mtoe (million tonnes oil equivalent /million de tonnes équivalent pétrole).

La demande d’hydrogène n’a cessé d’augmenter depuis les années 1975 sous différentes formes :

 

 

 

 

Le marché de l’hydrogène actuel s’appuie sur les caractéristiques suivantes :

  •    l’hydrogène est léger
  •    peut être stocké facilement
  •    est réactif
  •    possède un haut PCI = pouvoir calorifique inférieur (PCI H2 : 120.97MJ/kg ; pour info PCI du méthane : 50.03MJ/kg)

 

Le marché de l’hydrogène propre peut s’appuyer sur 2 caractéristiques supplémentaires :

  •    l’utilisation de l’hydrogène ne produit aucune émission polluante ou de GES
  •    la production de l’hydrogène peut provenir d’un large panel de sources décarbonées (énergies renouvelables ou non carbonées ; énergies carbonées équipées de système de captage de C02)

 

Ensuite, le rapport nous dit qu’il y a eu par le passé différentes périodes d’enthousiasme autour de l’hydrogène :

  •    les crises pétrolières de 1973 et 1977
  •    années 1990 avec la préoccupation grandissante du changement climatique avec un focus sur la capture du CO2 sur les process de fabrication d’hydrogène
  •    à partir des années 2000, les préoccupations autour du changement climatique entrainent l’adoption de politique de réduction d’émission de CO2

 

Le rapport poursuit avec la situation d’enthousiasme actuelle.

En 2017, l’Hydrogen Council est créé. Il regroupe 33 membres de conseil d’administration de grands groupes industriels et 22 membres support.

En 2019, le nombre de politique de développement de l’hydrogène est en forte augmentation. Supportant les financements publics et privés.

 

 

 

Il est fait ensuite le décompte des états qui ont aujourd’hui des politiques de développement de l’hydrogène.

Je ne vais pas tous les lister, mais grosso modo, il s’agit des USA, de l’UE, du Japon, de tous les autres pays développés (Australie, Corée du Sud…) et une partie des pays émergents (Brésil, Chine, Inde…).

 

Le rapport met en lumière que cette fois ci, il y a fort à parier que cette période d’enthousiasme ne fera pas un flop comme les précédentes.

  •    La plupart des gouvernements ayant une politique de réduction d’émission de GES, tous les secteurs se penchent sur la question. Les secteurs ou l’électricité n’est pas utilisé comme principale énergie sont les secteurs ou l’enjeu est le plus important. L’hydrogène se place comme très prometteur pour résoudre ce dilemme. Ces secteurs sont :
    •    l’aviation
    •    le fret maritime
    •    la production de fer et d’acier
    •    l’industrie chimique
    •    l’industrie des hautes températures
    •    les routes long-courrier
    •    le transport urbain
    •    le chauffage des bâtiments
  • L’hydrogène est considéré comme une solution viable pour permettre d’atteindre les objectifs des politiques de réduction d’émission de GES.
    •    Il permet la sécurité énergétique car il peut être utilisé comme électricité ou sous autres formes de carburant ; il peut être issu d’un grand nombre de source ; il est disponible partout dans le monde ; et il peut être stocké comme réserve stratégique.
    •    l’utilisation de l’hydrogène produit uniquement de l’eau, et ne produit donc aucune pollution atmosphérique provoquant des problèmes de santé comme les particules fines
    •    il y a encore fort à faire un terme de R&D autour de l’hydrogène pour le démocratiser. De ce fait, les perspectives de croissance autour de l’innovation technologique encouragent également le développement de l’hydrogène.
    •    les acteurs de l’industrie à fort émission de GES (gaz naturel etc…), prévoient une forte baisse de leurs activités et sont donc aussi très intéressés par l’hydrogène, ayant déjà de hautes compétences dans la gestion de gaz explosif, avec d’énormes infrastructures pouvant être moderniser pour accueillir l’hydrogène
    •    l’hydrogène a également un forte valeur ajouté pour les situations hors-réseau, comme par exemple le fonctionnement des hôpitaux pendant une coupure d’électricité ou dans les zones isolées. Grâce au système d’électrolyse et/ou de stockage d’hydrogène couplé à une PAC qui est plus performant qu’un système de batterie.
  •    L’hydrogène peut contribuer au développement rapide des énergies renouvelables.
    •    l’hydrogène peut permettre la réduction du coûts des solutions énergies renouvelables en résolvant le problème des variations de production.
    •    et dans l’autre sens, les énergies renouvelables permettent de produire de l’hydrogène propre pour les secteurs ou il n’est pas possible de remplacer les énergies carbonées pour des solutions électriques (aviation par exemple)
    •    dans l’électrolyse, le prix de l’électricité étant le paramètre clé de l’équation économique, la récente baisse du prix de l’électricité d’origine renouvelable encourage également les solutions hydrogène
  •    L’hydrogène peut bénéficier des expériences positives de développement récentes de technologies propres
    •    l’exemple du développement des technologies photovoltaïques et éoliennes, passant d’un support financier public à une industrie autonome, conforte les investisseurs dans la capacité de cette nouvelle technologie à réussir
    •    en 2015, les véhicules fonctionnant avec une PAC venaient de sortir avec que 80 stations de rechargement dans le monde. Aujourd’hui on compte environ 11200 véhicules fonctionnant à l’hydrogène et 381 stations. Nous savons maintenant que les PAC ont une durée de vie d’environ 10 000 heures dans un véhicules (un français passe environ 33 000 heures dans sa voitures dans toute sa vie) et 80 000 heures en stationnaire
    •    en 2018 les investissements dans l’électrolyseur représente 20-30 million USD par an pour la technologie PEM (proton exchange membrane). La technologie « solid oxyde electrolyser », qui promet un meilleur rendement, arrive à peine sur le marché. Ces électrolyseurs ne dépassent aujourd’hui pas une puissance de 10MWe. Cependant des projets d’électrolyseurs de 20 à 100MWe sont en cours de développement/construction
    •    depuis les années 2000, 9 usines de production d’hydrogène sont équipées de système de capture de CO2, et des turbines fonctionnant à l’hydrogène sont en développement.
    •    les acteurs de l’hydrogène pensent qu’aujourd’hui les technologies sont suffisamment matures, et attendent une demande plus larges pour se déployer.

La suite de l’introduction fait le recensement des principales contraintes lié à l’hydrogène…