Comment l'hydrogène va-t-il devenir un vecteur énergétique de décarbonisation pour le monde ?
Comment passer du coût actuel de l'hydrogène propre au coût nécessaire ? Quand allons-nous introduire l'hydrogène dans le monde ? Quel est le moyen le plus rapide d'y parvenir ? Chris Reid, chef de file de l'industrie, nous livre ici ses réflexions.
Qu'est-ce que l'électrification ?
Électrification L'électrification désigne le processus de remplacement des technologies utilisant des combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel) par des technologies utilisant l'électricité comme source d'énergie. En fonction des ressources utilisées pour produire de l'électricité, l'électrification peut potentiellement réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO₂) provenant des secteurs du transport, du bâtiment et de l'industrie.
L'électrification complète n'est pas un objectif réalisable à court terme, le gouvernement américain souhaitant réduire les GES (gaz à effet de serre) de 50% d'ici 2030. Cela pose un problème imminent.
L'hydrogène est une solution potentielle à ce problème. voie alternative vers une production d'énergie à faible teneur en carbone qui pourrait devenir un facteur majeur dans la réalisation des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre en Amérique du Nord.
Nous nous sommes récemment entretenus avec Chris Reid, PDG de Ekona Power Inc. et directeur général de IBET (Innovative Breakthrough Energy Technologies), sur l'état actuel de l'hydrogène et son rôle dans le mouvement en faveur de la réduction des émissions de carbone. Chris a résumé l'état actuel de l'hydrogène de la manière suivante,
L'hydrogène existe et est viable depuis des décennies. Le monde commence tout juste à réaliser que nous ne pouvons pas tout électrifier et que nous avons besoin d'une solution sous forme de carburant chimique, à savoir l'hydrogène.
Interrogé sur l'état actuel de l'hydrogène et sur l'échelle à laquelle il pourrait être viable en 2021, M. Reid a déclaré : "Il n'est pas économiquement viable, il coûte trop cher pour l'instant - c'est là le défi - pour que l'hydrogène puisse être utilisé de manière efficace et rentable. trouver des moyens de réduire le coût de l'hydrogène propre. Tout le monde est enthousiaste à ce sujet et lorsque cela se produira, ils s'attendent à ce que la structure des coûts diminue, mais ce ne sera pas aussi simple.
Nous avons des reformeurs de méthane à vapeur un peu partout, mais le problème est qu'ils produisent beaucoup de CO2. Nous pouvons séquestrer le CO2, mais cela double presque le coût. Les gens se tournent également vers les électrolyseurs, mais cela peut quadrupler le coût.
L'avenir de la viabilité de l'hydrogène repose donc sur trois facteurs clés :
- Réduction de l'intensité carbonique
- Coût de production de l'hydrogène au coût le plus bas par tonne de CO2 déplacée
- Intensité résiduelle de carbone - combien d'émissions négatives seront nécessaires pour parvenir à un bilan carbone net nul ?
Nous avons posé 4 questions à Chris pour qu'il nous éclaire :
1. L'intérêt pour le développement de l'hydrogène va croissant. Quelles sont les prochaines industries qui pourraient utiliser l'hydrogène ?
"Le marché de l'hydrogène existe déjà. Il existe déjà un marché de l'hydrogène - pour le méthanol, l'ammoniac, la valorisation et le raffinage du pétrole, le peroxyde d'hydrogène, etc. Il existe des marchés émergents pour la décarbonisation du gaz naturel et pour l'utilisation de l'énergie. Il existe des marchés émergents pour la décarbonisation du gaz naturel et pour l'utilisation énergétique. Aujourd'hui, nous n'utilisons pas vraiment l'hydrogène pour l'énergie, sauf dans quelques applications de piles à combustible. Il s'agit là d'opportunités considérables. Si nous remplaçons le gaz naturel par de l'hydrogène, imaginez que tout le gaz distribué par le réseau aujourd'hui soit de l'hydrogène. C'est ce que nous voulons faire, mais cela prendra du temps. Nous devons commencer par l'industrie avant de pouvoir l'adapter à nos maisons.
2. Quels sont les obstacles à la généralisation de l'utilisation de l'hydrogène ?
"Trois choses : le coût, le coût, le coût ! En réalité, il s'agit des coûts de production et des coûts de distribution de l'hydrogène à grande échelle. À l'heure actuelle, nous pouvons produire beaucoup d'hydrogène à partir de SMR et de CCS et c'est assez bon marché. C'est beaucoup moins cher que l'électrolyse pour les applications distribuables. Nous pouvons séquestrer le CO2 à ce faible prix et l'acheminer dans le réseau existant de conduites de gaz naturel jusqu'à un certain pourcentage d'hydrogène.
Séquestration du carbone (CSC) : Ce procédé consiste à recapturer les émissions de dioxyde de carbone (CO2) provenant de divers processus industriels, tels que la production d'acier et de ciment, ou la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques. Une fois recapturé, le carbone est transporté de l'endroit où il a été produit et stocké en profondeur dans des formations géologiques.
Reformage du méthane à la vapeur (SMR) : Le processus de reformage à la vapeur implique que le méthane et d'autres hydrocarbures supérieurs réagissent avec de la vapeur en présence d'un catalyseur pour former des oxydes de carbone et de l'hydrogène.
"Cela pose le plus grand défi : comment l'acheminer jusqu'au client ? Nous devons commencer à convertir les systèmes de transmission. J'ai installé de nombreuses stations de ravitaillement en hydrogène et le moyen le plus économique de l'acheminer jusqu'à mes clients a toujours été le liquide. Vous le produisez à partir du gaz naturel par le biais d'un SMR, vous le liquéfiez, vous le mettez dans des camions-citernes et vous le livrez. C'est possible pour les applications de transport, mais c'est trop cher pour les applications de chauffage. Nous devons l'introduire dans les pipelines et trouver un moyen distribué de produire de l'hydrogène n'importe où sur le réseau.
Cela nécessite une infrastructure de CSC (infrastructure de séquestration du carbone) - elle doit se trouver sur une formation géographique où l'on peut mettre du CO2 dans le sol. Nous devons créer de l'hydrogène à partir du gaz naturel sans créer de CO2. Ekona Power y parvient grâce à un processus appelé pyrolyse. Il prend le gaz naturel, produit de l'hydrogène et transforme le carbone en carbone solide, plutôt qu'en CO2. Ce carbone solide peut être apporté à une industrie qui peut l'utiliser, ce qui rend l'hydrogène encore moins cher et disponible partout sur le réseau. Bien sûr, l'électrolyse aura un rôle à jouer et nous l'utiliserons avec les énergies renouvelables intermittentes bon marché et partout où nous nous débarrassons de l'électricité.
Nous avons besoin de combustibles chimiques - nous n'avons pas la capacité dans ce pays de tout électrifier et si nous le faisions, il y a des secteurs qui ne pourraient pas supporter ce niveau de prix"
3. Quelles sont les applications de l'hydrogène que le consommateur moyen ne connaît pas ?
"Le tout premier marché à avoir adopté l'hydrogène et les piles à combustible comme source d'énergie est celui des grands centres de distribution du monde entier, qui exploitent d'énormes flottes de chariots élévateurs électriques utilisant des batteries et de l'électricité pour déplacer les palettes. Wal-Mart et Amazon. Les piles à combustible et l'hydrogène permettent à ces entreprises de déplacer plus de palettes par heure et d'augmenter leur productivité.
La chemise que vous portez, les livres sur vos étagères - de nombreux objets ont tous été touchés par les lames d'un chariot élévateur - la plupart des gens n'en sont pas conscients. Il s'agit d'un marché de plusieurs milliards de dollars et lorsqu'ils utilisent des piles à hydrogène plutôt que des batteries et des chargeurs, ils ne sont pas limités par la quantité de charge dont ils disposent, ils n'ont pas besoin d'échanger des batteries ou de se rendre dans des centres de charge - la productivité a augmenté de 3 à 4 points, ce qui n'est pas négligeable.
Walmart, Sysco, Amazon, Nissan ont tous commencé à convertir ces énormes centres de production à l'hydrogène. Ils ont probablement vendu 40 000 piles à combustible sur le marché. Ils sont le plus grand utilisateur d'hydrogène liquide en Amérique du Nord continentale, ce qui alimente ce marché.. Et personne ne le sait !"
4. Où un investisseur peut-il s'adresser pour en savoir plus sur l'hydrogène ?
“Le groupe d'accélération de la transition en Alberta est bon. Ils travaillent spécifiquement sur cette question. Ils souhaitent que l'Alberta devienne un leader mondial dans le domaine de l'hydrogène. De nombreux investisseurs en Ekona comme Suncor et Cenovus font partie de ce mouvement d'investissement. Nous passons beaucoup de temps à discuter avec les gouvernements provinciaux pour les convaincre qu'ils doivent adopter l'hydrogène comme voie d'avenir. L'Alberta collabore avec l'accélérateur de transition pour développer l'infrastructure nécessaire à une transition globale plus importante.
Enercan dispose de nombreux documents, les Japonais ont beaucoup travaillé sur ce projet et notre ministre de l'environnement, Johnathan Wilkinson, en est un fervent partisan. Il a fallu beaucoup de temps, de conviction et de travail pour obtenir ce soutien.
Des entreprises de l'Alberta étudient comment les gisements de bitume peuvent être exploités pour produire de l'hydrogène. Nous avons travaillé en étroite collaboration avec Réductions d'émissions Alberta à qui l'on doit en grande partie le lobbying exercé auprès du gouvernement de l'Alberta en faveur de l'hydrogène.
Nous n'avons jamais vu autant d'intérêt pour l'investissement dans les technologies de l'hydrogène.
La réduction des émissions de carbone de 50% proposée par M. Biden est un excellent objectif, mais il n'est pas réalisable si l'on n'utilise pas l'infrastructure existante et les solutions alternatives aux batteries électriques. L'heure n'est pas à la pensée magique, mais aux mathématiques, à la science et à l'économie.
Mike Thiessen, directeur des investissements durables chez Genus, partage l'avis de M. Reid : "L'action en faveur du climat nécessite une variété de technologies et de modes de pensée. Le fonds Genus Fossil Free High Impact Equity a investi dans les technologies de l'hydrogène, du solaire, de l'éolien et de l'efficacité énergétique afin de répondre au besoin mondial d'énergie propre et abordable".
Vous avez une question ou souhaitez en savoir plus ? Rejoignez-nous pour notre webinaire du 20 mai intitulé "Le rôle de l'hydrogène dans la transition vers une économie sobre en carbone" avec Chris Reid et Mike Thiessen qui discuteront du paysage actuel de l'hydrogène au Canada : où il en est aujourd'hui et ce qu'il pourrait être demain.
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