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Oct 25, 2023

6 raisons pour lesquelles l'hydrogène est un carburant du futur

Par Ewan Thomson Nous utilisons l'hydrogène depuis au moins le 17

Par Ewan Thomson

Nous utilisons l'hydrogène depuis au moins le 17ème siècle, des décennies avant que quiconque ne sache vraiment ce que c'était - avant qu'Henry Cavendish ne le reconnaisse pour la première fois comme un élément distinct et ne le nomme en 1766.

Il existe de nombreuses façons d'utiliser l'hydrogène pour enrichir nos vies : nous l'utilisons pour la chaleur, pour la lumière, pour fertiliser les cultures et même pour les voyages dans l'espace, pour ne citer que quelques applications.

Et de nouvelles utilisations et fonctions de l'hydrogène continuent d'émerger. Voici six raisons pour lesquelles l'hydrogène est susceptible d'être une source d'énergie renouvelable vitale pour l'avenir.

Aucun dioxyde de carbone (CO2) n'est produit lors de l'utilisation d'hydrogène. Lorsqu'il réagit avec l'oxygène, l'hydrogène ne génère que de l'électricité, de l'eau et de la chaleur. Et comme il ne contient pas de carbone, aucun CO2 n'est créé.

Cela signifie qu'en passant des combustibles fossiles à l'hydrogène dans les moteurs, les turbines à gaz, les chaudières et les piles à combustible, la création d'électricité et de chaleur peut se faire sans émissions directes de CO2. Les propriétaires de centrales peuvent passer aux technologies de l'hydrogène comme la turbine à gaz à hydrogène de Mitsubishi Power, une marque de solutions énergétiques de Mitsubishi Heavy Industries (MHI), en passant à la co-combustion d'hydrogène, et bientôt à la combustion 100 % hydrogène.

L'hydrogène brûle rapidement et à haute température. Lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène et s'enflamme, il forme de l'eau et libère de la chaleur.

Au fur et à mesure que nos connaissances sur la manière de gérer en toute sécurité l'inflammabilité de l'hydrogène se sont développées, cela a libéré le potentiel de l'hydrogène en tant que ressource pour nos besoins énergétiques à long terme, car des carburants plus propres peuvent désormais être fabriqués avec de l'hydrogène très efficace.

L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers et il est tout autour de nous, principalement sous forme d'eau (H2O) et de combustibles fossiles, autrement appelés hydrocarbures. Mais il est rare de trouver de l'hydrogène pur dans la nature sous forme de gaz - les niveaux typiques sont inférieurs à une partie par million en volume. Pour fabriquer de l'hydrogène pur, il faut donc le produire soit à partir de combustibles fossiles, soit de biomasse, soit d'eau.

La majeure partie de l'hydrogène utilisé aujourd'hui est produite par un procédé thermique. Celui-ci utilise des températures élevées pour produire de la vapeur, qui est à son tour mélangée à des hydrocarbures pour produire de l'hydrogène. Mais il est de plus en plus fabriqué à l'aide de procédés solaires, électrolytiques ou même biologiques.

La quantité d'énergie produite à partir de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne a tendance à fluctuer en raison des conditions météorologiques. La combinaison de solutions de stockage d'énergie avec des énergies renouvelables atténue la nature intermittente de la production d'énergie renouvelable, et l'hydrogène est un fournisseur éprouvé de stockage efficace.

La conversion de l'énergie renouvelable en hydrogène par électrolyse permet de la stocker et de l'utiliser ultérieurement, tout en stabilisant le réseau énergétique en fournissant une source d'énergie "au robinet". Mieux encore, l'hydrogène peut être stocké pendant de longues périodes sans pertes importantes.

L'hydrogène peut également être utilisé comme carburant pour alimenter des processus industriels à forte consommation d'énergie, tels que le traitement des métaux et la fabrication du verre. L'industrie lourde a un parcours de décarbonisation difficile devant elle, représentant près de 40 % de la consommation d'énergie finale mondiale en 2021.

L'hydrogène est susceptible d'être un outil important pour remplacer les combustibles fossiles dans l'industrie difficile à réduire, dont de nombreux processus sont difficiles à électrifier. Des initiatives sont déjà en cours - le sidérurgiste ArcelorMittal développe la production et l'utilisation à l'échelle industrielle du fer à réduction directe (DRI) fabriqué avec 100% d'hydrogène.

La montée en flèche des investissements dans l'hydrogène témoigne de son potentiel. Le déploiement de l'électrolyse a atteint des niveaux record en 2021, avec plus de 200 MW de capacité supplémentaire ajoutée, soit trois fois plus qu'en 2020.

La base de données des projets d'hydrogène de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) répertorie près de 1 500 projets à faible émission de carbone. Le marché de l'hydrogène "vert" à lui seul - évalué à 676 millions de dollars en 2022 - devrait atteindre 7,3 milliards de dollars d'ici 2027. L'Inflation Reduction Act (IRA) aux États-Unis offre des subventions importantes pour la production d'hydrogène vert, ce qui devrait encore accélérer la croissance du marché.

Les entreprises cherchent également à développer des hubs hydrogène. La construction du premier hub d'hydrogène vert à l'échelle industrielle au monde est en cours dans le centre de l'Utah et sera opérationnel en 2025. Le hub Advanced Clean Energy Storage - une coentreprise entre Mitsubishi Power Americas et Magnum Development - fournira de l'hydrogène vert pour soutenir le projet renouvelé IPP du producteur d'électricité Intermountain Power Agency. Le hub pourrait s'étendre pour contenir suffisamment d'hydrogène vert pour soutenir les efforts de décarbonisation dans tout l'ouest des États-Unis.

La longévité et la polyvalence de l'hydrogène sont immenses ; il est utilisé pour produire de l'électricité depuis le 19ème siècle et sera bientôt utilisé pour des expériences de voyage dans l'espace, soulevant doucement des capsules touristiques dans la stratosphère.

L'hydrogène a déjà prouvé son utilisation dans de nombreuses industries, mais il n'a pas encore réalisé tout son potentiel pour soutenir la décarbonation, selon l'AIE, qui décrit l'hydrogène comme "un pilier clé de la décarbonation pour l'industrie".

Mais compte tenu de ses nombreuses utilisations pratiques, il ne fait aucun doute que l'hydrogène continuera à soutenir les nouvelles technologies et à être un élément essentiel pour amener le monde à zéro émission nette.

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Ewan Thompson

Ewan est journaliste et rédacteur en chef depuis plus de 15 ans, couvrant les matières premières dans l'industrie de l'énergie, ainsi que les marchés des communications, de l'agriculture, du pétrole et du textile.