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Une économie basée sur l’hydrogène – rien que du vent ?

L’hydrogène est la substance chimique la plus abondante de l’univers et l’élément le plus léger du tableau périodique. Alors que le monde lutte contre l’urgence climatique croissante, une ressource aussi abondante pourrait aider certaines technologies efficaces à décarboner l’économie mondiale.

Cependant, bien que les applications potentielles de l’hydrogène soient nombreuses, les coûts restent élevés. Toutes les technologies ne sont pas suffisamment au point pour être appliquées à l’ensemble de l’économie mondiale, ce qui implique l’existence de points de basculement à venir.

 

Le spectre de l’hydrogène

Bien qu’incolore, l’hydrogène peut être classé en hydrogène gris, bleu et vert. L’hydrogène gris est généré par des combustibles fossiles, généralement le gaz naturel. De même que l’hydrogène bleu, bien que le CO2 émis soit capté par les technologies de captage et de stockage du carbone (CSC). L’hydrogène vert est produit par les énergies renouvelables, principalement éoliennes et solaires.

Les hydrogènes bleu et vert trouvent de nombreuses applications dans une économie à faibles émissions de carbone, ce qui suscite l’intérêt des investisseurs pour ces technologies. La conversion de l’hydrogène en électricité peut se faire par l’intermédiaire d’une pile à combustible à l’hydrogène, qui consomme de l’hydrogène et de l’oxygène. Lorsqu’une pile à combustible est alimentée en permanence avec de l’hydrogène et de l’oxygène, elle peut produire de l’électricité, l’eau (H2O) étant son seul produit dérivé.

Dans une économie à faibles émissions de carbone, l’hydrogène peut être utilisé de diverses façons. Trois de ces applications se distinguent : le stockage, le transport et les matériaux.

Tout d’abord, l’hydrogène peut être utilisé pour stocker de l’électricité en période d’excès de production provenant de l’éolien et du solaire. Ainsi, le stockage d’hydrogène pourrait offrir une solution potentielle au problème de l’intermittence de l’électricité d’origine solaire et éolienne, qui est l’un des principaux obstacles à une adoption plus rapide de ces technologies. Cependant, les coûts de production de l’hydrogène vert restent plus élevés que les alternatives à base de gaz (et de CSC) (voir le graphique). De plus, le transport d’hydrogène qui en résulterait nécessiterait des investissements importants dans les infrastructures avant de devenir économiquement viable.

 

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À pleins gaz

La deuxième application de l’hydrogène est dans le domaine de la mobilité. Bien que les économies d’échelle favorisent son application aux véhicules plus lourds comme les trains, les navires et les poids lourds, l’hydrogène est également utilisé dans les véhicules de transport de passagers.

Comme les véhicules électriques à batterie (VEB), les véhicules électriques à piles à combustible à l’hydrogène (VEPC) nécessitent un investissement considérable dans les infrastructures, en particulier pour les stations de recharge. Toutefois, grâce à leurs temps de charge plus courts et à leur autonomie moyenne plus élevée que les VEB, les VEPC pourraient supplanter ces derniers à condition que la production à grande échelle réduise encore les coûts de production actuels et que des infrastructures de charge suffisantes soient mises en place.

Troisièmement, les secteurs très polluants tels que l’acier et l’aluminium pourraient bénéficier d’un passage à une utilisation plus intensive de l’hydrogène au cours du processus de production. Le remplacement des hauts-fourneaux existants par un procédé de réduction directe, notamment des fours à hydrogène et des fours à arc électrique, pourrait devenir un moyen de production d’acier et d’aluminium compétitif et à faible teneur en carbone à une époque où les prix du carbone (en particulier en Europe) sont appelés à augmenter.

Nous pensons que les technologies basées sur l’hydrogène joueront un rôle essentiel dans la transition vers une économie à faibles émissions de carbone, avec des applications potentielles dans de nombreux secteurs de l’économie mondiale. Toutefois, à mesure que ces technologies arriveront à maturité, il sera crucial de déterminer les points de basculement à venir pour séparer les gagnants des perdants dans un monde à faibles émissions de carbone.

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