L’hydrogène a le potentiel pour être la prochaine source d’énergie révolutionnaire, mais des défis majeurs doivent être relevés avant qu’il ne soit utilisé à grande échelle. Les pays en développement pourraient être à l’avant-garde de cette nouvelle « économie de l’hydrogène ».

Alors que le monde réagit aux défis du changement climatique, les systèmes énergétiques évoluent, et rapidement. Les dix dernières années ont vu l’augmentation (et la réduction spectaculaire des coûts) des énergies renouvelables telles que l’éolien et le solaire, au point qu’elles ne sont plus considérées comme des énergies alternatives. Elles sont devenues des sources d’énergie courantes. Maintenant, quelle sera la « prochaine grande chose » alors que le monde s’oriente vers un avenir à faible émission de carbone ?

Jusqu’à présent, tout semble indiquer que l’énergie de l’hydrogène sera utilisée.

La combustion de l’hydrogène avec de l’oxygène produit de l’eau comme seul sous-produit, un meilleur résultat que les combustibles fossiles, comme le charbon ou le gaz naturel, qui produisent du dioxyde de carbone (CO2) et d’autres polluants tels que le dioxyde de soufre et l’oxyde d’azote. L’hydrogène peut être utilisé directement comme combustible pour la production d’électricité et d’autres applications thermiques, et peut être mélangé au gaz naturel dans les réseaux de pipelines. En particulier, l’hydrogène utilisé avec les piles à combustible (un dispositif qui convertit l’énergie potentielle chimique en énergie électrique) est très prometteur pour les applications de transport lourd (comme les camions, les trains et les navires) et les applications industrielles qui nécessitent à la fois de l’électricité et de la chaleur. Même les Casino en Ligne envisagent de passer à l’hydrogène.

Le Conseil de l’hydrogène, une initiative mondiale regroupant les principales entreprises des secteurs de l’énergie, des transports et de l’industrie, prévoit que d’ici 2050, l’hydrogène pourrait alimenter plus de 400 millions de voitures particulières dans le monde et jusqu’à 20 millions de camions et cinq millions d’autobus. Il s’attend à ce que les technologies de l’hydrogène fournissent 18 % des besoins énergétiques totaux du monde d’ici là, les ventes annuelles générées par le marché des piles à combustible à hydrogène atteignant 2 500 milliards de dollars et créant 30 millions d’emplois dans le monde. L' »économie de l’hydrogène » au sens large pourrait être beaucoup plus importante.

Toutefois, avant que cela ne se produise, les industries de l’énergie doivent répondre à une question cruciale : D’où viendra tout cet hydrogène ?

Actuellement, plus de 95 % de l’hydrogène mondial est produit à partir de combustibles fossiles tels que le gaz naturel par le biais du processus de reformage du méthane à la vapeur. Malheureusement, il s’agit d’un processus à forte intensité de carbone, avec des émissions de sept kilogrammes (kg) de CO2 en moyenne pour la production d’un kg d’hydrogène. Le processus de reformage du méthane à la vapeur peut être associé à une technologie de capture et de stockage du carbone pour réduire les émissions de CO2, mais le coût de production de l’hydrogène par capture et stockage du carbone est environ 45 % plus élevé. Et le coût de l’évitement du CO2 est également élevé, à environ 70 euros par tonne. Cette solution n’est pas financièrement viable et nécessiterait des percées technologiques dans le domaine du captage et du stockage du carbone pour devenir une solution durable.

La révolution des technologies de l’hydrogène est-elle un espoir ou un battage médiatique ? https://www.bbc.com/news/science-environment-53238512

Comme alternative, l’hydrogène peut également être produit par électrolyse, qui utilise l’électricité pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène, en utilisant une énergie renouvelable sans carbone et à faible coût. L’hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable pourrait également faciliter l’intégration de niveaux élevés d’énergie renouvelable variable dans le système énergétique en utilisant le surplus de production renouvelable pour l’électrolyse, en stockant l’hydrogène pendant de longues périodes, puis en utilisant l’hydrogène pour produire de l’électricité dans des piles à combustible.

Ce cycle global est quelque peu similaire au stockage de l’hydroélectricité pompée en termes de capacité de stockage à long terme et de décalage dans le temps de la production renouvelable. L’oxygène produit par l’électrolyse a également une valeur marchande pour les applications industrielles et médicales (il est important de garder à l’esprit que pour chaque kg d’hydrogène produit, il y a huit kilogrammes d’oxygène produits). Les pays en développement peuvent maximiser le développement de leur potentiel d’énergie renouvelable en participant à l’économie mondiale de l’hydrogène.

Les pays en développement seraient les grands gagnants d’une « économie de l’hydrogène ».

Le monde a besoin de pionniers qui soient prêts à prendre les devants et à supporter le coût des « pionniers » de l’énergie hydrogène, tout comme l’Allemagne l’a fait pour la technologie solaire photovoltaïque. Au Japon, dans le cadre de sa politique énergétique « 3E+S » (sécurité énergétique, efficacité économique et protection de l’environnement, plus sécurité), le gouvernement a formulé en décembre 2017 la première stratégie mondiale pour l’hydrogène du XXIe siècle, avec pour objectif d’établir une « économie de l’hydrogène » d’ici 2050.

L’économie de l’hydrogène repose sur l’utilisation de l’hydrogène comme carburant, en particulier pour la production d’électricité et les véhicules à hydrogène, et sur l’utilisation de l’hydrogène pour le stockage à long terme de l’énergie et pour le transport à longue distance d’énergie à faible teneur en carbone. La clé de la réalisation d’une telle économie de l’hydrogène est de ramener le coût de l’hydrogène de plus de 10 dollars par kg à environ 2 dollars par kg, qui serait alors compétitif par rapport au gaz naturel.

Les pays en développement seraient les grands gagnants de l’évolution vers une économie de l’hydrogène. Premièrement, du côté de l’offre, les pays en développement pourraient exploiter leurs ressources énergétiques renouvelables pour produire de l’hydrogène et l’exporter vers d’autres pays, comme cela se fait déjà avec le gaz naturel liquéfié.

Par exemple, les énergies renouvelables (notamment l’hydroélectricité, l’énergie éolienne, la biomasse et l’énergie solaire) dans les pays en développement pourraient être exploitées pour produire de l’hydrogène et l’exporter vers d’autres pays, comme c’est déjà le cas avec le gaz naturel liquéfié.

Par exemple, les énergies renouvelables (notamment l’hydroélectricité, l’éolien, la biomasse et le solaire) en République démocratique populaire lao (RDP Lao) peuvent représenter un potentiel d’environ 50 gigawatts (GW). Le pays et ses voisins ont besoin d’environ 20 GW pour répondre à leur demande d’électricité. Le potentiel d’énergie renouvelable inutilisé pourrait donc être utilisé pour produire de l’hydrogène sans émission de CO2. Ainsi, la RDP Lao pourrait devenir un exportateur important d’énergie renouvelable grâce à la chaîne d’approvisionnement en hydrogène.

Deuxièmement, du côté de la demande, les pays en développement pourraient commencer à utiliser les technologies de l’hydrogène dans des domaines spécifiques. Par exemple, les véhicules à pile à combustible peuvent être chargés entièrement à l’hydrogène en cinq minutes pour une autonomie de 500 kilomètres et plus, sans émission de CO2, de dioxyde de soufre ou d’oxyde d’azote.

Comment éviter 30 millions de tonnes d’émissions de CO2

Ces dernières années, en raison de goulets d’étranglement dans les réseaux de transport, la République populaire de Chine a réduit sa production d’énergie renouvelable (éolienne, solaire et hydraulique) d’environ 100 térawattheures par an. Cette réduction de la production d’énergie pourrait être utilisée pour produire environ 1,5 million de tonnes d’hydrogène, soit assez pour alimenter environ 10 millions de voitures à pile à combustible à hydrogène pendant un an. Cela permet d’éviter l’émission d’environ 30 millions de tonnes de CO2. Conformément aux objectifs nationaux de qualité de l’air, la BAD a soutenu les bus à pile à combustible dans la ville de Zhangjiakou, dans la province de Hebei, site des prochains Jeux olympiques d’hiver.

Quelles sont les prochaines étapes ? Les institutions de financement du développement telles que la BAD peuvent faire plus en soutenant ses membres de cinq manières spécifiques :

Partager des informations sur l’énergie de l’hydrogène afin que les décideurs politiques et les acteurs industriels soient au courant des dernières tendances et technologies
Aider les gouvernements à élaborer une stratégie, une feuille de route et un cadre réglementaire pour le développement de l’énergie hydrogène
Améliorer la plateforme d’échange de droits d’émission de carbone afin de couvrir le surcoût de la production d’hydrogène à partir de combustibles fossiles par le captage et le stockage du carbone
Piloter les technologies de l’hydrogène et les modèles commerciaux pour la mise à l’échelle
Financer des projets énergétiques liés à l’hydrogène, y compris des infrastructures de production, de transport et de distribution, ainsi que des applications commerciales.
L’adoption de ces initiatives rendra les pays en développement « prêts pour l’hydrogène ». Pour le bien de l’environnement et le développement d’industries nouvelles et dynamiques, le monde connaît une transformation énergétique à faible teneur en carbone. Aucun pays ne doit être laissé pour compte.