Perspectives de l’énergie hydrogène dans le contexte du développement durable Automatique traduire

L’hydrogène est une énergie qui utilise l’hydrogène comme carburant pour diverses applications telles que la production d’électricité, les transports et les processus industriels. L’hydrogène est intéressant car il est propre, car il ne produit que de l’eau lorsqu’il est brûlé, ce qui en fait un carburant à zéro émission. Cependant, la manière dont l’hydrogène est produit détermine son empreinte environnementale. En 2025, la majeure partie de l’hydrogène est produite à partir de combustibles fossiles, ce qui entraîne d’importantes émissions de CO2. Dans un souci de développement durable, il est important de se concentrer sur l’hydrogène vert, produit par électrolyse de l’eau à l’aide d’énergies renouvelables telles que le solaire ou l’éolien.

Types d’hydrogène

Il existe plusieurs types d’hydrogène, chacun présentant différents niveaux de respect de l’environnement :

• Hydrogène gris : Produit à partir de gaz naturel par reformage à la vapeur, avec des émissions de CO2 élevées d’environ 830 millions de tonnes de CO2 par an dans le monde.
• Hydrogène bleu : produit à partir de gaz naturel avec capture et stockage du CO2, réduisant les émissions mais toujours dépendant des combustibles fossiles.
• Hydrogène vert : Produit par électrolyse de l’eau en utilisant une énergie renouvelable, avec des émissions de CO2 minimes ou nulles.
• Hydrogène rose : Produit à partir de l’énergie nucléaire, il peut être à faible émission de carbone mais suscite des controverses en matière de sécurité et de déchets.
• Hydrogène brun : Produit à partir du charbon, il produit de fortes émissions de CO2 et est considéré comme le moins durable.

L’hydrogène vert est considéré comme le plus prometteur pour le développement durable, mais son coût actuel est plus élevé que celui de l’hydrogène gris ou bleu, qui est d’environ 3 à 8 euros par kilo contre 1 à 2 euros par kilo pour le gris.

Applications actuelles

En 2025, l’hydrogène est principalement utilisé dans l’industrie chimique pour produire de l’ammoniac et dans le raffinage du pétrole pour éliminer le soufre du carburant. La production mondiale est d’environ 75 millions de tonnes par an, dont 95 % d’hydrogène gris. L’hydrogène est également utilisé dans des applications de niche telles que les piles à combustible pour les voitures (par exemple au Japon et en Corée du Sud) et dans les programmes spatiaux, où il est utilisé comme carburant pour les fusées.

Rôle dans le développement durable

Les recherches montrent que l’hydrogène peut jouer un rôle important dans la réalisation des objectifs de développement durable, notamment dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et dans la transition vers une économie à faibles émissions de carbone.

• Décarbonisation des transports : les piles à combustible à hydrogène sont adaptées aux poids lourds, aux bus et aux trajets longue distance où l’électrification est difficile. Par exemple, les piles à combustible offrent une plus grande autonomie et un ravitaillement plus rapide que les batteries, ce qui les rend adaptées à la logistique et au transport maritime.
• Procédés industriels : l’hydrogène peut remplacer le charbon dans la production d’acier, réduisant ainsi les émissions des secteurs difficiles à décarboner, comme la sidérurgie. Il est également utilisé dans la production de méthanol et d’autres produits chimiques.
• Stockage d’énergie : l’hydrogène permet de stocker l’excédent d’énergie renouvelable, contribuant ainsi à stabiliser le réseau électrique et à intégrer des sources plus variables telles que l’éolien et le solaire. Cela est particulièrement important pour équilibrer le réseau pendant les périodes de faible production.
• Production d’électricité : l’hydrogène est utilisé dans les turbines à gaz ou les piles à combustible pour produire de l’électricité avec peu ou pas d’émissions, soutenant ainsi les objectifs de l’ONU tels que l’énergie abordable et propre et l’action climatique.

État actuel et tendances

La production mondiale d’hydrogène est estimée à environ 75 millions de tonnes par an d’ici 2025, dont 95 % d’hydrogène gris produit à partir de combustibles fossiles, émettant environ 830 millions de tonnes de CO2 par an. L’hydrogène vert en est encore à ses débuts, avec quelques projets commerciaux tels que des usines d’électrolyse en Europe et aux États-Unis.

De nombreux pays se fixent des objectifs ambitieux :

• L’Union européenne, à travers sa stratégie hydrogène, prévoit de produire 10 millions de tonnes et d’importer 10 millions de tonnes supplémentaires d’hydrogène renouvelable d’ici 2030.
• Le Japon, à travers sa feuille de route pour une société de l’hydrogène, vise à fournir 3 millions de tonnes d’hydrogène d’ici 2030, en se concentrant sur les piles à combustible pour les transports et l’énergie.
• Les États-Unis investissent, par l’intermédiaire du ministère de l’Énergie, dans la recherche et le développement, avec 7 milliards de dollars dans des projets de pôles régionaux d’hydrogène.

Projets réussis

Voici quelques exemples de projets réussis :

• Centre australien d’énergie renouvelable : il est prévu de devenir l’une des plus grandes centrales d’énergie renouvelable d’Australie occidentale, produisant de l’hydrogène vert pour le marché intérieur et l’exportation.
• Projet Hydrogen City : un pôle de production et d’utilisation d’hydrogène, axé sur l’intégration avec les infrastructures portuaires existantes.
• Western Green Energy Hub : un autre projet majeur en Australie occidentale visant à produire de l’hydrogène vert en utilisant l’énergie éolienne et solaire.
• Programme américain sur l’hydrogène : soutient une variété de recherches, y compris des prototypes tels que le camion H2Rescue, qui a établi un record d’autonomie de 1 806 miles avec un seul réservoir de carburant.

Les progrès technologiques comprennent des améliorations dans l’efficacité de l’électrolyse, les usines modernes atteignant une efficacité de 80 %, et le développement de nouvelles méthodes de stockage telles que les cavernes de sel souterraines.

Problèmes et opportunités

Problèmes

• Aspects économiques : l’hydrogène vert est plus cher que l’hydrogène gris, avec des prix actuels d’environ 5 dollars par kilo, tandis que l’hydrogène gris coûte entre 1 et 2 dollars. Cependant, des recherches montrent que le coût pourrait baisser de 30 % d’ici 2030 grâce à des énergies renouvelables moins chères.
• Infrastructures : Le manque d’infrastructures de production, de stockage et de distribution limite le développement de l’activité. Par exemple, le développement de pipelines et de stations-service est nécessaire.
• Stockage et transport : L’hydrogène a une faible densité énergétique, nécessitant des méthodes spécialisées telles que la compression à 700 bars ou le refroidissement à -253°C, ce qui augmente les coûts.
• Sécurité : L’hydrogène est hautement inflammable et nécessite des précautions de sécurité strictes, notamment des matériaux de stockage spéciaux.
• Soutien politique et réglementaire : des politiques claires sont nécessaires pour stimuler l’investissement, telles que des subventions et des incitations fiscales, qui varient encore d’un pays à l’autre.

Chances

• Décarbonisation : l’hydrogène peut aider à décarboner des secteurs où les autres alternatives à faible émission de carbone sont limitées, comme l’industrie lourde et le transport maritime.
• Sécurité énergétique : l’hydrogène produit localement réduit la dépendance aux importations de combustibles fossiles, améliorant ainsi l’indépendance énergétique.
• Création d’emplois : L’industrie de l’hydrogène pourrait créer de nouveaux emplois, notamment dans la production d’électrolyseurs et la construction d’infrastructures, avec des projections allant jusqu’à 680 000 emplois d’ici 2050.
• Innovation : Les progrès de la technologie de l’hydrogène stimulent l’innovation, notamment en améliorant les piles à combustible et en intégrant des sources renouvelables.

Pour surmonter ces défis, les gouvernements et l’industrie doivent collaborer à la recherche, fournir un soutien financier et établir des cadres réglementaires tels que la certification des attributs environnementaux de l’hydrogène.

Impacts environnementaux

Bien que l’hydrogène soit considéré comme propre lorsqu’il est brûlé, sa production détermine son empreinte écologique. L’hydrogène gris émet beaucoup de CO2, tandis que l’hydrogène vert produit à partir d’énergies renouvelables a une empreinte écologique minimale. Cependant, des fuites d’hydrogène suscitent des inquiétudes, car il s’agit d’un gaz à effet de serre indirect ayant un effet de réchauffement à court terme mais important. Une manipulation et un stockage appropriés sont nécessaires pour minimiser l’impact.

Perspectives d’avenir

Les recherches suggèrent que l’hydrogène pourrait répondre à 10 % de la demande énergétique mondiale d’ici 2050 dans un scénario zéro émission. Le coût de l’hydrogène vert devrait diminuer de 30 % d’ici 2030, grâce à la baisse des coûts des énergies renouvelables et à l’augmentation de la production.

De nouvelles applications, comme l’hydrogène pour l’aviation et le transport maritime, offrent d’autres possibilités. Des projets d’utilisation de l’hydrogène dans les avions de ligne sont par exemple à l’étude. Mais pour réussir, il faut relever les défis actuels, notamment en augmentant la production et en garantissant une utilisation durable.

Comparaison des types d’hydrogène

Ce tableau illustre les différences d’empreinte environnementale et de coût, soulignant la nécessité de passer à l’hydrogène vert pour un développement durable.