Par H.M, expert international.
Aujourd’hui, environ 120 millions de tonnes d’hydrogène sont produites, dont 96 % à partir de gaz naturel et charbon par reformage du méthane à la vapeur et gazéification du charbon. L’hydrogène vert neutre en carbone peut servir de vecteur d’énergie durable de nouvelle génération et il peut être stocké et transporté sur de longues distances. L’hydrogène vert a le potentiel de compléter d’autres vecteurs énergétiques tels que l’électricité pour aider à la décarbonisation du secteur de l’énergie et l’utilisation de l’énergie dans les secteurs d’utilisation finale tels que les transports, les bâtiments et l’industrie.
La plupart de l’hydrogène utilisé aujourd’hui est généré à partir de combustibles fossiles (hydrogène gris), ce qui en fait un processus à forte intensité de carbone. Une transition d’une économie grise de l’hydrogène vers une économie verte de l’hydrogène est possible. Les facteurs qui déterminent la croissance de l’hydrogène vert dans l’UE et en Afrique sont les suivants. L’hydrogène bénéficie d’un niveau d’attraction international sans précédent alors que le coût des énergies renouvelables diminue et que les émissions de carbone sont de plus en plus pénalisées.
L’élan mondial se développe dans l’industrie de l’hydrogène, avec peu de secteurs susceptibles de rester épargnés par cette révolution énergétique à venir. Début 2020, le pipeline mondial de projets d’hydrogène, à travers les projets gris, bleus et verts, s’élevait à 95 milliards de dollars. La réduction des émissions de carbone des projets d’hydrogène bleu et vert dans ce pipeline sera suffisamment importante pour compenser les émissions annuelles de carbone du Nigeria.
Des progrès ont été constatés avec le lancement de politiques nationales et d’initiatives de financement gouvernementales, notamment des feuilles de route nationales sur l’hydrogène, en s’appuyant sur l’élan des programmes pilotes existants. Les protocoles d’accord stratégiques entre les pays hydrogène qui sont idéalement adaptés à la production d’hydrogène et les pays qui ont des objectifs de décarbonation agressifs et souhaitent utiliser l’hydrogène sont des signes clairs de la traction sur le marché.
La technologie de l’hydrogène peut libérer la grande quantité d’énergie renouvelable inexploitée en Afrique. Le stockage à grande échelle et la transmission flexible des énergies renouvelables permettraient de réaliser l’électrification verte de l’Afrique. En utilisant l’hydrogène comme vecteur énergétique, les fermes d’énergie renouvelable à grande échelle ainsi que les solutions de mini-réseaux pourraient devenir commercialement viables.
L’hydrogène a une densité énergétique élevée (comprimé à 700 bars), c’est donc le seul carburant alternatif respectueux de l’environnement pour le rail et l’automobile. Il pourrait alimenter les véhicules transportant de lourdes charges et le transport longue distance dans les camions et les bus. Il pourrait également alimenter les millions de véhicules utilitaires légers dont dépendent les sociétés du Nord et de l’Afrique subsaharienne. Il existe une application secondaire de l’hydrogène renouvelable après les secteurs de l’électricité et des transports. Il sert l’industrie chimique (comme pour la fabrication d’engrais), l’industrie sidérurgique (utilisée comme agent de réduction) et comme combustible fiable pour les processus industriels à haute température.
L’Afrique du Nord et l’Afrique subsaharienne sont des environnements idéaux pour développer les premières économies de l’hydrogène à partir de zéro. C’est parce que la flexibilité de l’hydrogène est très appréciée par les autorités africaines. Ils comprennent qu’il s’agit du vecteur énergétique le plus polyvalent et qu’il pourrait être le chaînon manquant crucial dans leur transition vers l’énergie verte. Il s’agit d’un nouveau concept révolutionnaire pour l’Afrique et supprimerait sa dépendance actuelle vis-à-vis du réseau électrique pour l’énergie.
ROUTES AFRICAINES DE L’HYDROGENE
Potentiel commercial d’hydrogène dans les infrastructures de pipelines en Afrique
Le commerce de l’hydrogène en Afrique n’exige pas nécessairement une nouvelle infrastructure complète. Il existe un potentiel passionnant pour l’économie de l’hydrogène proposée à partir des infrastructures de pipeline existantes et prévues en Afrique, actuellement utilisées pour le transport de gaz naturel, de pétrole et d’autres produits chimiques. De grandes parties de cette infrastructure pourraient également être utilisées pour le transport de l’hydrogène. Cela pourrait réduire les coûts d’installation et aider à établir plus rapidement une économie de l’hydrogène à grande échelle en Afrique.
Potentiel économique pour la collaboration euro-africaine
L’utilisation des pipelines existants soutiendrait le développement technologique et économique vert et collaboratif en Europe ainsi qu’en Afrique. Le sujet de l’utilisation des infrastructures de gazoducs existantes en Europe pour transmettre des mélanges d’hydrogène ou de l’hydrogène pur sans gaz naturel suscite de plus en plus d’attention. Consultez les nombreux articles et études sur la production d’hydrogène en Afrique du Nord et son exportation via les pipelines existants vers l’Europe dans les liens ci-dessous.
La fin de la dépendance africaine vis-à-vis des importations de combustibles fossiles ?
La production, le stockage et le commerce internes d’hydrogène en Afrique pourraient rendre obsolètes les importations de combustibles fossiles. La plupart des oléoducs et gazoducs existants s’étendent jusqu’aux ports, offrant la possibilité d’échanger de l’hydrogène à l’étranger en utilisant des pétroliers. Les pénuries locales temporaires ou les excédents d’hydrogène pourraient être résolus par le commerce intérieur de l’hydrogène en Afrique via des pipelines et des pétroliers ou par l’importation et l’exportation à l’étranger d’autres continents.
Méthodes de transmission de l’hydrogène
Il existe de nombreuses façons éprouvées et préexistantes de stocker et de transporter l’hydrogène. Ceux-ci comprennent l’hydrogène comprimé et liquide (CH2 et LH2), les transporteurs d’hydrogène organique liquide (LOHC), les méthylcyclohexanes (MCH) et l’ammoniac (NH3). Ils ont chacun des propriétés économiques, physiques et d’intégration différentes – il existe un besoin et un marché pour chacun d’eux. Des études indiquent que seules des modifications mineures sont nécessaires aux gazoducs afin de les utiliser uniquement pour l’hydrogène. Nous ne sommes au courant d’aucune étude existante sur la réutilisation des pipelines de pétrole et d’autres produits chimiques pour les LOHC/MCH ou l’ammoniac (NH3) et nous accueillerions favorablement des recherches et un aperçu du potentiel spécifique.
Un modèle de pipeline diversifié ?
Les pipelines existants et futurs peuvent être regroupés en trois catégories :
– Gazoducs : conversion pour transporter de l’hydrogène gazeux – mélanges d’hydrogène ou hydrogène pur.
– Les oléoducs : conversion pour transporter de l’hydrogène organique liquide (LOHC) ou des méthylcyclohexanes (MCH)
– Pipelines de produits chimiques (ex. essence, propane, mazout et éthylène) conversion pour transporter de l’hydrogène organique liquide (LOHC), des méthylcyclohexanes (MCH) ou de l’ammoniac anhydre ou liquide.
Connexions au-delà des pipelines
Dans les zones reculées disposant de terrains appropriés et peu coûteux, les installations Power to Hydrogen (P2H) situées à proximité des pipelines pourraient les alimenter et approvisionner les villes et les industries. Ceux-ci pourraient transporter de l’hydrogène sous forme de gaz, d’ammoniac liquide ou d’hydrogène organique liquide (LOHC).
La carte ci-dessous montre l’emplacement des 3 principaux types de pipelines sur le continent africain, y compris certaines connexions vers l’Europe. Nous avons inclus les pipelines existants, les futurs pipelines prévus et ceux dont la faisabilité est à l’étude.
Avec son vaste réseau routier transafricain, l’Afrique offre de grandes opportunités commerciales pour le nouveau secteur de la technologie de l’hydrogène en pleine croissance. Il s’agit de cinq routes hydrogène réalisables le long des autoroutes et des centres d’affaires transafricains existants :
Interconnecter l’Afrique avec l’hydrogène
L’initiative African Hydrogen Partnership (AHP) a reçu beaucoup d’attention depuis la mise en ligne du site Web il y a quatre semaines.
Les chefs d’entreprise, les économistes, les banquiers et les politiciens prennent conscience du potentiel des routes de l’hydrogène et s’enthousiasment pour les nombreux avantages qu’elles pourraient apporter. Nous avons été en pourparlers avec des entreprises de renommée mondiale, discutant d’autres routes potentielles de l’hydrogène en Afrique. Les routes que nous avons initialement proposées en Afrique du Sud et de l’Est ne sont pas une liste exhaustive ou définitive : il y a beaucoup de potentiel pour que d’autres routes soient construites. Jetez un œil à la carte mise à jour ci-dessous, montrant d’autres routes de l’hydrogène couvrant le continent africain. Ils se trouvent le long des autoroutes transafricaines existantes et relient les centres d’affaires établis.
Les pays d’Afrique du Nord en particulier ont un rayonnement solaire et des conditions de vent extrêmement favorables. Les pays d’Afrique de l’Ouest et du Centre sont dotés d’un vaste potentiel inexploité de l’énergie hydroélectrique. L’électricité verte à faible coût alimentera l’électrolyse pour produire de l’hydrogène vert à faible coût. Exploiter cela permettrait également de soutenir et d’alimenter la croissance des industries existantes. Il existe de nombreuses façons éprouvées et préexistantes de stocker et de transporter l’hydrogène. Ceux-ci comprennent l’hydrogène comprimé et liquide, les transporteurs d’hydrogène organique liquide (LOHC), les méthylcyclohexanes (MCH) et l’ammoniac (NH3).
La production, le stockage et le commerce internes d’hydrogène en Afrique pourraient remplacer le commerce et l’importation de combustibles fossiles. Avec les avantages supplémentaires de la création de nouvelles industries et donc d’emplois, de l’augmentation de la puissance économique (réduction des déficits commerciaux et renforcement des balances commerciales) et de la protection de l’environnement, il existe des arguments plus convaincants que jamais pour soutenir et mettre en œuvre les routes africaines de l’hydrogène dès que possible.
Décarbonisation du transport maritime : L’hydrogène et l’ammoniac pourraient détenir la clé
Les derniers rapports sur l’hydrogène constituent une lecture intéressante pour les acteurs du développement économique et industriel de l’Afrique. Il est largement admis que les carburants hydrogène sont nécessaires pour répondre à la demande future du secteur des transports et pour atteindre les objectifs de décarbonation.
Les routes maritimes sont essentielles pour transporter des marchandises, de l’énergie et des carburants vers et depuis l’Afrique entre les continents, mais elles sont également fortement utilisées pour le transport entre les 38 pays côtiers de l’Afrique elle-même.
Le transport maritime de gros volumes ou de gros équipements entre les pays africains peut être plus rapide et plus rentable que le transport terrestre. Les villes et centres d’affaires africains sont construits autour des ports, formant les principaux hubs et régions métropolitaines d’Afrique. La population africaine devrait doubler d’environ 1 milliard à entre 2 et 2,5 milliards d’ici 2050 : la demande de transport de marchandises et de carburants augmentera du même facteur énorme.
Les carburants hydrogène alimenteront la décarbonisation d’ici 2035
« Le déploiement de toutes les technologies actuellement connues pourrait permettre de décarboner presque totalement le transport maritime d’ici 2035 », selon le récent rapport du groupe de réflexion de l’OCDE, le Forum international des transports. Le rapport explique que les carburants sans CO2 tels que l’ammoniac, l’hydrogène (liquide) ou les transporteurs d’hydrogène organique liquide (LOHC) peuvent jouer un rôle majeur dans la décarbonisation du transport maritime.
Des études similaires de DNV GL, de la Fédération européenne des transports et de l’environnement, de l’International Chamber of Shipping (ICS) et de l’Organisation maritime internationale des Nations Unies (ONU OMI) soulignent également que l’ammoniac et l’hydrogène (liquide) sont des carburants essentiels pour atteindre les objectifs de décarbonisation. L’étude de la Fédération européenne des transports et de l’environnement conclut qu’un mélange de technologies alternatives à zéro émission, y compris les batteries électriques, mais en particulier l’hydrogène liquide et l’ammoniac, causerait le moins de contraintes supplémentaires sur le système énergétique dans son ensemble.
Planification des infrastructures pour l’avitaillement des ports africains
Les navires maritimes doivent être ravitaillés dans les ports. Pour ce faire, l’industrie devra établir la production d’hydrogène et d’ammoniac dans ou à proximité des ports, ou agrandir les installations actuelles pour répondre à la demande croissante de carburant pour le transport maritime. La même infrastructure de carburant pourrait être utilisée pour alimenter toutes les activités portuaires, depuis les manutentionnaires de conteneurs, les chariots élévateurs, les grues, l’alimentation de secours, les locomotives (de dérivation) et les camions utilisés pour la distribution terrestre.
Des progrès tangibles vers l’adoption généralisée de l’hydrogène comme carburant
Il y a des progrès pratiques encourageants vers l’adoption de carburants verts à base d’hydrogène dans le transport maritime. Les programmes, y compris le projet HyLaw, abordent les nouvelles exigences en matière de législation et de procédures relatives à l’hydrogène et la suppression des obstacles juridiques et administratifs au déploiement des piles à combustible et des applications de l’hydrogène dans le secteur maritime.
Des solutions de transport maritime sont également en cours de développement pour transporter les carburants et l’énergie sans CO2 entre les ports. Le transport par citerne d’ammoniac et de pétrole entre les pays africains et d’autres continents est déjà largement utilisé. Les camions-citernes à hydrogène liquide sont en cours de développement et devraient être disponibles dans les années à venir. L’utilisation des navires existants pour transporter les LOHC devrait être possible encore plus tôt, car elles ont des propriétés similaires à celles des huiles.
Au-delà du cargo : décarboner les navires à passagers
En plus des routes de transport de fret autour de l’Afrique, il existe également de nombreuses routes de ferry et de bateau de croisière (non indiquées sur la carte ci-dessous) qui pourraient être décarbonées. Plusieurs projets de ferry en Norvège, en Écosse et en Californie sont aux derniers stades de développement. L’expérience acquise à partir de ceux-ci pourrait être appliquée aux routes de ferry africaines, y compris celles entre l’Europe et l’Afrique du Nord sur la mer Méditerranée, entre Dar es Salaam et Zanzibar, ou sur les Grands Lacs d’Afrique
La Mauritanie a l’avantage d’être au milieu de deux ensembles sous-régionaux le MENA au Nord et la CEDEAO au Sud ; ce qui lui confère une position stratégique enviable d’interconnexion régionale.
PARTENARIAT AFRIQUE-UNION EUROPEENNE
En 2020, un rapport de recherches conduit – entre autres – par l’Institut Universitaire Européen, fait état des voies et moyens d’établir, en matière d’hydrogène vert, une passerelle de Transition Énergétique en Afrique et en Europe.
En 2015, l’Accord de Paris sur le climat et les Objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies ont propulsé le monde en mode accéléré vers la réalisation des objectifs de développement durable. Dans trois décennies, le paysage énergétique mondial sera complètement différent de celui d’aujourd’hui. Avec l’amélioration du niveau de vie, il y a une plus grande utilisation d’appareils et de services alimentés par une diversité de sources d’énergie.
À cette diversité s’ajoute un effort universel croissant pour parvenir à une décarbonisation rapide de l’économie tout en veillant à ce que personne ne soit laissé pour compte, comme cela est abordé dans l’ODD 7. Tenter d’atteindre les objectifs de décarbonation à temps signifie que, parallèlement à la secteurs de l’énergie, l’utilisation de l’énergie dans les secteurs d’utilisation finale (transport, bâtiment et industrie) doit être incluse. Nous devons élargir la gamme des options utilisées, notamment parvenir à un système entièrement en réseau assurant la sécurité de l’approvisionnement énergétique et la flexibilité du système, et l’engagement actif des consommateurs, qui va au-delà de l’approche sectorielle actuelle. De cette manière, une approche intégrée évolue avec un « lien intersectoriel » ou un « couplage sectoriel ».
Cependant, si les objectifs de l’Accord de Paris doivent être atteints, les pays doivent relever leurs ambitions pour s’assurer qu’ils sont sur la bonne voie.
Le lancement du Green Deal européen est un pas dans cette direction, en mettant l’accent non seulement sur l’Europe, mais aussi sur la coopération extérieure avec les régions voisines. Cela présente de nouvelles opportunités de développement pour les régions à fort potentiel d’énergie renouvelable, comme l’Afrique.
La production et le commerce d’hydrogène vert – un vecteur énergétique polyvalent – pourraient devenir une opportunité significative de bénéfices économiques et sociaux pour l’Afrique afin de développer la société africaine. Il montre le potentiel d’aider à court terme à la reprise économique post-Covid-19 en Afrique et de permettre à l’Afrique et à l’Europe de mener à bien leurs transitions respectives vers des énergies propres à long terme.
Partenariat : L’UE souhaite atteindre ses objectifs de décarbonation en 2050, avec environ 24 % d’hydrogène (~ 2 250 TWh) dans la demande énergétique totale. Cependant, toute la demande d’hydrogène de l’UE ne peut pas être satisfaite localement et, par conséquent, des partenariats énergétiques avec des régions abondantes en énergies renouvelables (ER) pour se procurer de l’hydrogène vert seraient nécessaires pour atteindre les objectifs de décarbonation de l’UE.
Compte tenu de la priorité que la Commission européenne dans le cadre du nouveau Green Deal de l’UE accorde à la coopération avec l’Union africaine, les deux continents sont prêts à explorer un écosystème d’hydrogène mutuellement bénéfique. Ceci est également décrit dans la Stratégie européenne sur l’hydrogène, qui met l’accent sur l’Union africaine en tant que partenaire pour coopérer sur la recherche et l’innovation en matière de politique réglementaire, d’interconnexions physiques et de développement technologique.
Utilisations : Actuellement, la plus grande partie de la demande d’hydrogène provient de l’industrie chimique pour produire de l’ammoniac pour les engrais, puis le raffinage pour l’hydrocraquage et la désulfuration des carburants. L’hydrogène employé peut être remplacé par de l’hydrogène vert. Les applications futures de l’hydrogène vert pourraient inclure son utilisation pour produire et stocker l’électricité et peut-être servir d’alternative aux générateurs diesel. Dans le secteur des transports, il peut être utilisé comme carburant pour les voitures, les véhicules lourds, l’aviation et la navigation. Il peut être une source de chaleur pour l’industrie, en particulier dans les secteurs difficiles à abattre et à électrifier tels que l’acier, le ciment, la production d’aluminium et le résidentiel chauffage.
Le cas particulier de l’Afrique : De nombreux projets communs Europe-Afrique sont en cours, par exemple l’Allemagne et
Le Maroc a annoncé le développement de projets d’hydrogène vert power-to-x, tandis que des entreprises telles que Enertrag en Allemagne vise à déployer 20 bus à pile à combustible utilisant de l’hydrogène vert et Tiger Power en Belgique est mise en place de mini-réseaux hybrides solaire-hydrogène en Ouganda.
Demande : l’IRENA et l’Hydrogen Council estiment que la part de l’hydrogène dans la consommation totale d’énergie finale mondiale en 2050 sera de l’ordre de 6 à 18 %. L’augmentation du rôle des énergies renouvelables, en particulier des énergies renouvelables variables, dans le secteur de l’électricité offre une opportunité d’utiliser l’excès d’électricité provenant des énergies renouvelables pour produire de l’hydrogène vert par électrolyse, c’est-à-dire la voie power-to-x (P2X).
Le couplage sectoriel via des voies P2X permet non seulement des applications directes de l’hydrogène, mais également des applications dans la production de carburants synthétiques, tels que l’ammoniac, le méthane, le méthanol, etc., qui peuvent être utilisés dans d’autres secteurs d’utilisation finale. Le potentiel de demande P2X pour 2050 est estimé à 20 000 TWh, se traduisant par 8 000 GW de capacité P2X.
Le cas particulier de l’Afrique : en plus de répondre à la demande mondiale d’hydrogène vert, le continent pourrait bénéficier d’une adoption précoce de l’hydrogène pour diverses applications dans tous les secteurs d’utilisation finale. Il pourrait profiter du manque de technologies de production ancienne en Afrique et mettre en place des énergies renouvelables à grande échelle pour produire de l’hydrogène vert et exploiter le potentiel des ER (~1 590 000 TWh/an) du continent.
Une initiative récente lancée par le ministère fédéral allemand de l’Éducation et de la Recherche (BMBF) et des partenaires africains de la région subsaharienne (pays de la SADC et de la CEDEAO) appelée H2 Atlas-Africa vise à explorer le potentiel de la production d’hydrogène vert à partir de l’énorme énergie renouvelable sources dans les sous-régions.
Outre les avantages socio-économiques tels que les emplois (300-700 pour chaque 1 GWe P2X), les recettes fiscales, la réduction des émissions, etc., l’hydrogène vert pourrait aider à relever les défis de l’ODD7 indirectement à court terme, d’abord en augmentant le taux d’électrification en vert régions de production d’hydrogène et deuxièmement en agissant comme un carburant alternatif pour remplacer les générateurs diesel et les options de cuisson conventionnelles. A très long terme, des collectivités décentralisées basées sur l’hydrogène vert pourraient être explorées. Cependant, pour le moment, cette option n’est pas encore compétitive en termes de coût.
Technologie : Actuellement, la méthode la plus établie pour produire de l’hydrogène vert est l’électrolyse. Ce processus utilise un électrolyseur, un appareil qui divise l’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité. Selon l’Hydrogen Council, la baisse du coût des énergies renouvelables et la croissance de la capacité d’électrolyse (55 fois d’ici 2025) stimulent les investissements dans la production d’hydrogène vert.
Le cas particulier de l’Afrique : L’eau, une ressource clé dans la production d’hydrogène vert est une considération critique pour l’Afrique. Pour chaque litre d’eau, un mètre cube d’hydrogène peut être produit. Étant donné que l’eau n’est pas disponible en abondance dans toutes les régions d’Afrique, cela permet une synergie (lien énergie-eau) avec les initiatives de dessalement, les usines d’hydrogène vert servant de preneurs d’ancrage pour les usines de dessalement.
Coût : Selon l’IRENA, le coût actuel de production d’hydrogène (gris) varie de 1,5 à 2,5 USD/kg. En revanche, le coût de production de l’hydrogène vert varie de 2,5 à 7 USD/kg. Cependant, dans le meilleur scénario éolien couplé à un électrolyseur à faible coût, l’hydrogène vert concurrence l’hydrogène gris à environ 1,5 USD/kg. Dans environ 3,5 ans, les estimations montrent que l’hydrogène vert produit à l’aide de l’énergie solaire et éolienne variera de 1 à 2 USD/kg. À mesure que l’échelle de production augmente de MW à GW, les coûts devraient encore diminuer.
Le cas particulier de l’Afrique : Prenant l’exemple du Maroc, une étude récente a révélé que le coût de production d’hydrogène vert basé sur les prix de l’électricité renouvelable 2019 à 80% d’efficacité d’électrolyseur avec un CAPEX de 347 USD/kW est d’environ 1,16 USD/kg.
Transport : En petites quantités, l’hydrogène peut être transporté par les gazoducs existants et stocké dans des cavernes de sel pour répondre aux changements saisonniers de la demande. Il peut également être transformé en carburants synthétiques comme l’ammoniac et expédié comme le GNL.
Comme illustré dans l’exemple ci-dessous, selon la localisation du pays exportateur, la part des frais de transport dans le prix total est relativement faible.
Le cas particulier de l’Afrique : Si l’hydrogène vert est transporté d’Afrique du Nord vers l’Europe via un pipeline dédié, le coût de transport serait d’environ 0,22 USD/kg. En outre, une économie locale de l’hydrogène verte peut être construite le long des routes d’infrastructure existantes des routes, des chemins de fer et des ports maritimes pour une utilisation dans et entre les régions. Dans la cartographie réalisée par le Partenariat africain pour l’hydrogène, six zones d’atterrissage potentielles ont été identifiées, à savoir le Maroc, l’Égypte, le Nigeria-Ghana, l’Éthiopie-Djibouti, la Tanzanie-Rwanda-Kenya et l’Afrique du Sud.
HYDROGENE VERT : Production et exportation de la région MENA vers l’Europe
La région MENA est dotée de certaines des meilleures ressources solaires et éoliennes au monde, permettant un facteur de capacité combiné élevé pour le solaire photovoltaïque et l’éolien, ce qui est crucial pour atteindre des prix très bas pour produire de l’hydrogène vert. Un partenariat régional entre l’Europe et la région MENA offre une situation gagnant-gagnant évidente : la production d’hydrogène vert dans la région MENA soutiendra le développement industriel et socio-économique local avec de nombreux nouveaux emplois.
L’objectif zéro émission de l’Europe d’ici 2050 devenant une loi nationale dans tous les pays, les acheteurs potentiels sont déjà alignés : entre autres, les industries de la sidérurgie ou des transports lourds évaluent où s’approvisionner à moyen et long terme en grandes quantités de mécanismes de marché.
La région MENA est au milieu d’un changement historique dans le rôle et la position en tant qu’acteur potentiellement dominant de l’immense région désertique riche en énergie. Ces dernières années, les « molécules vertes » ont été intégrées dans la stratégie d’organisations de premier plan comme ACWA Power, NEOM, Siemens ou Masen, aux côtés des « électrons verts » pour accélérer la transition vers une économie bas carbone dans le monde arabe.
Les initiatives mondiales axées sur les développements du marché régional, telles que Dii Desert Energy/Desertec 3.0, ont donc été étendues, dans ce cas par la MENA Hydrogen Alliance. L’hydrogène vert est la promesse d’une prospérité et d’une stabilité améliorées et durables dans la région grâce à la création d’un marché solide avec des emplois locaux et des industries associées à la transition énergétique.
La région MENA a le potentiel pour devenir une Powerhouse pour l’hydrogène vert, en premier lieu pour les sociétés régionales, mais aussi pour les marchés mondiaux. Les opportunités l’emporteront donc largement sur les risques. Nous pensons qu’un examen attentif de certains défis environnementaux tels que l’utilisation des terres et de l’eau, et plus important encore, la couleur verte et sans émission de l’hydrogène garantira un développement très positif. Les molécules vertes émergentes peuvent être comparées à la success story des ER au cours des dix dernières années, peut-être même de manière accélérée.
Le monde est confronté à une crise historique dans l’industrie pétrolière et gazière. Cependant, la bonne nouvelle est que l’hydrogène vert récompensera le leadership dans ce secteur. Alors que le Maroc a déjà poussé vers le développement d’une économie verte de l’hydrogène, Oman commence à reconnaître le potentiel. Son voisin KSA/NEOM a annoncé le plus grand projet d’hydrogène vert/ammoniac au monde en juillet 2020.
Il s’agit d’une joint-venture entre Air Products, Acwa Power et NEOM pour une installation de production de 5 milliards de dollars à NEOM alimentée par des énergies renouvelables pour la production et l’exportation d’hydrogène vert vers les marchés mondiaux.
En effet, Air Products, en collaboration avec ACWA Power et NEOM, avait annoncé en juillet 2020 la signature d’un accord pour une installation de production d’ammoniac verte à base d’hydrogène à l’échelle mondiale de 5 milliards de dollars alimentée par des énergies renouvelables. Le projet, qui appartiendra à parts égales aux trois partenaires, sera situé à NEOM, un nouveau modèle de vie durable situé dans le nord-ouest du Royaume d’Arabie saoudite, et produira de l’ammoniac vert pour l’exportation vers les marchés mondiaux.
Le projet de joint-venture est le premier partenariat de NEOM avec des partenaires internationaux et nationaux de premier plan dans le domaine des énergies renouvelables et constituera la pierre angulaire de sa stratégie visant à devenir un acteur majeur sur le marché mondial de l’hydrogène. Il est basé sur une technologie éprouvée de classe mondiale et comprendra l’intégration innovante de plus de quatre gigawatts d’énergie renouvelable provenant de l’énergie solaire, éolienne et du stockage ; production de 650 tonnes d’hydrogène par jour par électrolyse grâce à la technologie thyssenkrupp ; production d’azote par séparation de l’air grâce à la technologie Air Products ; et la production de 1,2 million de tonnes par an d’ammoniac vert grâce à la technologie Haldor Topsoe. Le projet devrait être mis en service en 2025.
Air Products sera l’acquéreur exclusif de l’ammoniac vert et entend le transporter à travers le monde pour s’en dissocier pour produire de l’hydrogène vert pour le marché des transports.
Les Émirats arabes unis avaient aussi lancé un petit projet de démonstration. En effet, le 21 mai 2021, Son Altesse Cheikh Ahmed bin Saeed Al Maktoum, président du Conseil suprême de l’énergie de Dubaï et président du Haut Comité de l’Expo 2020 de Dubaï, avait inauguré le projet Green Hydrogen au parc solaire Mohammed bin Rashid Al Maktoum à Dubaï, marquant ainsi une nouvelle réussite pour l’Émirat en tant que leader dans le domaine des énergies renouvelables. Le projet, réalisé en collaboration avec Dubai Electricity and Water Authority (DEWA), l’Expo 2020 de Dubaï et Siemens Energy, est le premier site de production d’hydrogène vert alimenté par l’énergie solaire au Moyen-Orient et en Afrique du Nord.
Le Dr. Christian Bruch, président et directeur général de Siemens Energy avait déclaré à l’époque « Ce projet historique sur l’hydrogène vert souligne l’importance du partenariat pour promouvoir de nouvelles solutions innovantes en matière d’énergie propre et lutter contre la menace existentielle que représente le changement climatique mondial. En tant que premier site à l’échelle industrielle capable de produire de l’hydrogène vert au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, il s’agit d’une étape importante de la transformation énergétique ».
Cependant, la voie vers un marché mondial de l’hydrogène vert ne dépend pas seulement de l’évolution des facteurs techniques et économiques – source d’hydrogène, manutention, transport, coût global/kg – mais aussi des choix politiques tout au long de la chaîne de valeur. De chaque alternative, des gagnants et des perdants 16 émergeront et rebattront les cartes du rapport de force en créant de nouvelles dépendances entre les États. Les pays dotés de sources solaires et éoliennes très bon marché pourraient bien devenir des plaques tournantes mondiales pour la production, le stockage et le transport de molécules vertes, et l’arbitrage entre d’autres marchés, en quelque sorte similaires au GNL.
Dans son récent rapport, The Belfer Center, évalue le potentiel d’hydrogène renouvelable des pays en tenant compte de trois paramètres et les classe en catégories d’acteurs clés en fonction de leurs disponibilités en ressources (éolien, solaire, eau) et de la qualité de leurs infrastructures pour produire, transporter et distribuer de l’hydrogène. Le rapport souligne la position du Maroc et de l’Australie en tant que champions potentiels de l’exportation car ils sont riches en eau et en ressources énergétiques renouvelables et possèdent la capacité évidente de déployer l’infrastructure requise.
Avec le Maroc et l’Australie, les pays de la région MENA en général et les pays du Golfe en particulier pourraient également devenir les principaux acteurs clés de la transition. En effet, même si la plupart des pays du Golfe envisagent déjà de passer d’une économie fossile à une économie verte via différents plans gouvernementaux, trop peu de projets voient le jour, et les plans pourraient être plus audacieux et plus rapides dans certains pays. Au cas où les grands producteurs de pétrole et de gaz n’accepteraient pas de grands changements dans cette crise historique du secteur de l’énergie, leur pertinence et leur stabilité pourraient être en jeu.
En Méditerranée orientale, Chypre et la Grèce pourraient être les gagnants potentiels, sinon pour la production, mais pour le transit de l’hydrogène. En effet, l’accord sur le pipeline Est-Med signé en janvier 2020 entre Israël, Chypre et la Grèce 20 pourrait diminuer le rôle de la Turquie et des pays de la CEI et placer par exemple les pays du sud de la Méditerranée plus haut sur l’échelle de puissance énergétique.
Hydrogène vert : le Maroc et le Portugal signent une déclaration de coopération
En plus de son partenariat historique avec l’Allemagne à travers la joint-venture PAREME soutenue par la KfW, le Maroc et le Portugal viennent récemment de signer une déclaration de coopération sur l’hydrogène vert afin de mettre en place les bases nécessaires pour développer le partenariat dans cette filière d’énergie propre entre les acteurs économiques des deux pays.
Les deux parties reconnaissent l’opportunité stratégique représentée par la décarbonisation de l’économie et la transition vers l’énergie verte en tant que facteurs mobilisateurs et catalyseurs pour le développement durable.
Le Maroc a entrepris plusieurs actions pour entamer le développement de l’hydrogène sur de bonnes bases, en posant les jalons pour réussir ce nouveau challenge à travers notamment, la mise en place de la Commission nationale de l’hydrogène en 2019 et d’une série de projets de recherches et de développement ainsi que la préparation de la feuille de route de la production de l’hydrogène.
Parmi les actions entreprises en la matière figurent également la création de la plateforme nationale de recherche et développement, en l’occurrence le centre « Green A2A », l’implication de la recherche scientifique à travers l’Institut de recherche en énergie solaire et énergies nouvelles (IRESEN) et l’Université polytechnique Mohammed VI qui travaillent de concert pour développer la recherche de base sur l’hydrogène vert.
« L’Agence marocaine pour l’énergie durable (MASEN) pilote, pour sa part, un projet de référence portant sur l’hybridation ».
Programme solaire multi-sites NOOR II :
En outre, le Maroc vient de lancer en 2021 à travers Masen son programme solaire multi-sites Noor PV II, d’une puissance de 400 MW.
A noter par ailleurs que le portail d’information européen « EU Political Report » a mis en exergue les réalisations du Maroc en matière d’énergies renouvelables et d’innovation propre, soulignant que le Royaume vient d’être classé 5ème à l’échelle mondiale par l’indice « The Green Future Index » 2021 élaboré par le Massachusetts Institute of Technology (MIT).Cet indice établit le classement de 76 pays et territoires évoluant vers un avenir vert en réduisant leurs émissions de carbone, en développant des énergies propres, en innovant dans les secteurs verts et en préservant leur environnement.
OPPORTUNITES : les coûts de l’hydrogène vert, chaîne de valeur locale et stabilités sociales
Selon Bloomberg New Energy Finance (BNEF), l’hydrogène vert pour les grands projets coûte aujourd’hui entre 2,5 et 4,5 USD par kg. L’AIE estime le prix de la production d’H2 gris à 1-1,80 USD/kg et l’hydrogène bleu à 1,40-2,40 USD par kg 36 (notez que ces estimations étaient antérieures à la baisse des prix du gaz en mars/avril 2020, les prix d’aujourd’hui sont donc probablement nettement inférieurs en raison de la sensibilité aux prix du gaz).
Sur la base d’un coût d’électricité supposé de 2 cents USD par kWh et d’un facteur de capacité de l’usine supposé de 60 %, environ la moitié du coût de production d’hydrogène est le coût de l’électricité, tandis qu’un tiers provient du CAPEX et moins d’un cinquième de l’OPEX pour l’installation d’électrolyseur. Quant aux CAPEX, une réduction significative des coûts est attendue au cours des prochaines années. Un facteur de capacité suffisant de meilleur > 50 % est un facteur important pour l’analyse de rentabilisation. Avec un facteur de capacité combiné élevé de production solaire et éolienne et parmi les plus faibles LCoE au monde, la région MENA peut aujourd’hui potentiellement produire un kg d’hydrogène vert à moins de 2 USD par kg.
Le méga projet de NEOM pour l’ammoniac vert vise à produire de l’hydrogène vert à même environ 1,5 USD par kg, une fois qu’il sera opérationnel en 2025 (pour plus de détails, voir l’annexe III). Une installation conçue de manière flexible pour convertir l’hydrogène en ammoniac via le procédé Haber-Bosch peut contribuer à réduire les dépenses d’investissement pour les installations de stockage. Ce projet audacieux et pionnier annoncé en juillet 2020 peut bien être considéré comme un catalyseur pour davantage de projets d’hydrogène vert, non seulement au niveau régional mais mondial. Cela montre que la région MENA pourrait bien devenir un leader mondial des coûts de production d’hydrogène vert, après une série de prix record mondiaux pour l’éolien et le solaire au cours des dernières années.
Outre le coût de production, le coût du transport vers les marchés internationaux doit être pris en compte. Dans le cas par ex. l’hydrogène sera transporté vers l’Europe, il faut ajouter 2,00 USD par kg très grossiers. Cependant, ce coût est davantage dérivé de la conversion (et inversement pour l’ammoniac et le LOHC), par ex. de l’hydrogène à l’ammoniac, LOHC ou à liquéfier, plutôt que le simple coût de transport. Selon les emplacements géographiques, le type d’itinéraire de transport et la distance totale, le transport par pipeline devrait être le gagnant, coûtant une fraction de cela.
En effet, les gazoducs existants pourraient être réutilisés/réutilisés (par exemple avec de nouveaux compresseurs) du gaz naturel à l’hydrogène à des coûts limités. 13 % des importations de gaz de l’Europe proviennent des infrastructures déjà existantes sous la mer Méditerranée. L’ammoniac via le procédé Haber Bosch semble être le choix pour l’instant. D’autres formes telles que la liquéfaction de l’hydrogène, l’utilisation de transporteurs d’hydrogène organique liquide (LOHC) ou la conversion en carburants électriques sont également envisagées. Nous pensons que la question de la bonne option et de la bonne forme de transport sera parmi les questions clés à résoudre – avec la création des bonnes conditions en Europe pour l’importation (cadre juridique et réglementaire).
Alors que tous les pays de la région MENA pourraient générer des revenus d’exportation importants pour la vente de molécules vertes sur les marchés mondiaux, les importateurs de combustibles fossiles ont une chance supplémentaire de réduire leur facture d’importation beaucoup plus qu’ils n’auraient pu l’imaginer il y a quelques années à peine.
Chaine de valeur locale
Outre l’intérêt de l’hydrogène vert pour intégrer davantage d’énergies renouvelables dans le système électrique, la variété des applications offre des possibilités intéressantes pour créer des économies locales d’hydrogène. Le concept réussi des Hydrogen Valleys en Europe pourrait bien servir à transférer et à tester certaines de ces idées dans la région MENA. Sur différentes parties de la chaîne de valeur, il pourrait y avoir des synergies avec les industries existantes du côté de la fabrication et créer une quantité importante de nouveaux emplois dans les futures industries. Compte tenu de l’étendue de la chaîne de valeur et des applications, le potentiel de nouveaux emplois est certainement beaucoup plus élevé que pour toutes les technologies renouvelables et pourrait rivaliser à long terme avec le nombre d’emplois dans l’industrie pétrolière et gazière et contribuer à atténuer les pertes d’emplois de cette industrie qui décliner nécessairement dans le temps. Comme pour RE il y a 5 à 10 ans, il faut s’assurer qu’il existe des règles du jeu équitables pour permettre des analyses de rentabilisation pour l’extraction locale également (c’est-à-dire éliminer les subventions aux combustibles fossiles et souligner la valeur de l’hydrogène vert).
LES VOIES DU POWER-TO-X
La transition vers l’utilisation de l’hydrogène pour atteindre les objectifs de décarbonation impliquerait de relever deux défis, d’une part créer une demande d’hydrogène à faible émission de carbone et de ses produits comme indiqué dans la section précédente et d’autre part passer à l’hydrogène vert. Le rôle croissant des énergies renouvelables, en particulier des énergies renouvelables variables, dans le secteur de l’électricité offre une opportunité d’utiliser les énergies renouvelables excédentaires pour produire de l’hydrogène vert par électrolyse, c’est-à-dire la voie power-to-x (P2X). De plus, P2X permet non seulement des applications directes de l’hydrogène mais aussi la production de carburants synthétiques tels que l’ammoniac, le méthane et le méthanol qui peuvent être utilisés dans d’autres secteurs (transport et chimie), en remplacement de l’utilisation des carburants fossiles conventionnels.
La figure ci-dessous illustre différentes voies d’alimentation en énergie telles que l’alimentation en hydrogène, l’alimentation en carburants produisant du méthane et du méthanol et l’alimentation en ammoniac.
FEUILLE DE ROUTE POWER-TO-X
En 2018, le Conseil Mondial de l’Energie avait élaboré – en partenariat avec Frontier Economics – un rapport sur les aspects internationaux d’une feuille de route power-to-x dont ils font reposer le succès sur trois piliers fondamentaux : Technologies, Marchés & Demandes et Approvisionnements & Investissements.
LA GEOPOLITIQUE DE L’HYDROGENE
L’opportunité pour la région MENA de devenir un partenaire beaucoup plus proche de l’Europe est unique et le cadre actuel ne pourrait être plus favorable. Frans Timmermans a fait des déclarations de soutien dans des discours avant de prendre son rôle actuel : « Dans mes rêves, je créerais un partenariat avec l’Afrique du Nord et nous aiderions et stockerions une énorme capacité d’énergie solaire en Afrique et transformerions cette énergie en hydrogène et en transport qui l’hydrogène vers d’autres parties du monde et en Europe par les moyens existants dont nous disposons déjà. (..) C’est mon rêve de l’énergie du futur ».
En Europe uniquement, la stratégie hydrogène prévoit d’atteindre au moins 6 GW d’électrolyseurs d’ici 2024 et 40 GW de capacité d’électrolyseurs d’ici 2030. 2030, dont 7,5 GW de capacité d’électrolyseur pour le marché domestique et 32,5 GW pour l’export. Le Manifeste sur l’hydrogène Afrique du Nord-Europe prévoit que le futur mix énergétique final en Europe pourrait avoir une part de 50 % à 50 % d’électricité verte et d’hydrogène vert pour tous les secteurs : industrie, transports, commerce et ménages. D’ici 2030, la Commission européenne estime que 13 à 15 milliards d’euros pourraient être investis dans les électrolyseurs à travers l’UE, en plus de 50 à 150 milliards d’euros pour une capacité éolienne et solaire dédiée de 50 à 75 GW.
Le commerce des molécules vertes profitera aux deux régions : en Europe, il contribuera à atteindre les objectifs de décarbonation, à améliorer la sécurité énergétique et à soutenir le leadership technologique. En Afrique du Nord, il stimulera le développement économique, stimulera les exportations, créera des emplois verts et soutiendra la stabilité sociale. L’hydrogène étant potentiellement le nouveau pétrole, une large diversification de l’approvisionnement sera bien sûr toujours impérative d’un point de vue géopolitique.
L’AMMONIAC PROPRE EST-IL LA PROCHAINE GRANDE INNOVATION A BASE D’HYDROGENE ?
Atteindre les objectifs climatiques et énergétiques à long terme de l’UE et réaliser la promesse du Green Deal signifie une énergie sans carbone, une efficacité accrue du système énergétique et une décarbonisation profonde de l’industrie, des transports et des bâtiments.
Réaliser tout cela nécessitera à la fois des électrons et des molécules, et plus précisément : de l’hydrogène propre (hydrogène renouvelable et à faible teneur en carbone) à grande échelle. Sans cela, l’UE n’atteindra pas ses objectifs de décarbonation. En tant que telles, l’hydrogène propre et les solutions à base d’hydrogène devraient jouer un rôle systémique dans la transition vers les sources renouvelables en fournissant un mécanisme permettant de transférer de manière flexible l’énergie entre les secteurs, le temps et l’espace, afin de répondre à la demande.
La Commission européenne publiera très prochainement une stratégie dédiée à l’hydrogène qui pourra servir de base à la mise à l’échelle industrielle de l’hydrogène propre en tant que produit commercialisable à l’échelle mondiale produit dans des zones géographiques où l’énergie renouvelable peut être récupérée à moindre coût. Cependant, l’hydrogène doit être transporté. Les pipelines sont une voie très intéressante pour le faire en reliant l’Afrique du Nord à l’Europe du Sud et en permettant une production bon marché dans la ceinture riche en soleil du Moyen-Orient et de l’Afrique du Nord, qui fournit ensuite un transport immédiat vers les marchés de l’UE.
Cependant, toutes les destinations ne sont pas connectées via un pipeline. Une solution serait l’expédition de ce nouveau produit de premier ordre dans sa forme pure après liquéfaction. Les premiers navires permettant cela viennent d’être inaugurés au Japon. Des conteneurs pouvant transporter de l’hydrogène liquide ont également été testés avec succès et pourraient être utilisés dans le transport maritime existant.
Un élan et un soutien supplémentaires pour le développement de l’économie de l’hydrogène pourraient prendre la forme d’ammoniac. L’idée d’utiliser l’ammoniac (NH3) comme vecteur d’hydrogène ou comme remplacement direct de l’essence est discutée depuis plus de 80 ans. Cependant, avec les inquiétudes concernant l’intensification du réchauffement climatique et les signaux forts de solutions pratiques à base d’hydrogène à l’horizon, il semble approprié de revisiter cette substance sans carbone comme un carburant alternatif possible.
Son attractivité est renforcée par le fait que l’ammoniac est le seul carburant qui ne contient pas de carbone. De plus, l’ammoniac liquéfié contient 53 % d’hydrogène en plus qu’un hydrogène gazeux pressurisé dans un réservoir de même taille.
De nos jours, l’ammoniac est fabriqué en quantités gigantesques sur tous les continents, à l’exception de l’Antarctique, avec une production annuelle dépassant les 180 millions de tonnes. Un volume de production élevé se justifie principalement par les besoins de l’industrie agricole. On a estimé qu’environ 40% de la population mondiale doit sa survie à des aliments fertilisés par l’azote provenant de l’ammoniac préparé synthétiquement. La demande croissante des consommateurs d’ammoniac a entraîné le développement d’un vaste réseau de distribution, qui comprend des pipelines, des chemins de fer, des barges, des navires, des remorques routières et des dépôts de stockage.
L’essor et l’importance de l’hydrogène et les discussions croissantes entourant le développement d’une économie de l’hydrogène ont trouvé une autre utilisation pour ce produit chimique : l’ammoniac peut servir à transporter l’hydrogène de manière sûre et efficace, en particulier dans les zones reculées où la livraison d’hydrogène pur est soit économiquement prohibitive, soit impossible.
Hydrogen Europe surveille activement la « seconde naissance » de l’histoire de l’ammoniac carburant-énergie. Jusqu’à présent, la plupart des défenseurs de l’énergie ammoniacale l’appelaient « l’énergie du futur ». Cependant, il semble que l’avenir existe déjà. Aujourd’hui, l’industrie de la construction navale recherche vivement la possibilité d’alimenter des moteurs à pile à combustible à haute température (dispositifs qui convertissent l’énergie chimique d’un carburant en électricité «verte» grâce à un ensemble de réactions chimiques) avec de l’ammoniac. Les piles à combustible modernes à haute température avec une puissance de sortie de mégawatt sont prêtes à faire fonctionner de grands navires de manière efficace et silencieuse.
Dans le même temps, des piles à combustible à petite échelle alimentées à l’ammoniac seront bientôt disponibles pour la production d’électricité distribuée. GenCell Ltd, une société israélienne, teste sur le terrain plusieurs prototypes avec des résultats encourageants et vise à fournir des systèmes alimentés à l’ammoniac de 5 à 10 kW pour un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à ses premiers clients en 2021. La technologie de conversion de l’ammoniac en énergie s’intègre parfaitement dans le parapluie de l’économie de l’hydrogène, offrant aux utilisateurs d’énergie propre une plus grande palette d’avantages et de choix.
Non loin à l’horizon se trouve un nouvel ammoniac écologique synthétisé à partir de l’eau et de l’air. A terme, cela deviendra un substitut au célèbre mais polluant procédé Haber-Bosch. La nouvelle succession de routes sans carbone sera développée et adoptée conformément à l’évolution des demandes du marché et de l’économie.
L’ammoniac propre à base d’hydrogène propre pourrait en fait être un atout supplémentaire important pour la mise à l’échelle de l’économie de l’hydrogène. L’azote est une base chimique pour que cela se produise est disponible en abondance et pourrait ainsi contribuer à une autre énorme opportunité de décarboner le système énergétique, la mobilité, en particulier le transport maritime et l’industrie. Certains pays ont découvert ce mécanisme et l’utilisent déjà en alimentant l’industrie des engrais l’un des plus gros consommateurs d’hydrogène au monde. Le Maroc est un bon exemple où cela se produit déjà pour créer de la valeur et construire une industrie stratégique pour l’ensemble du continent.
Ce sera une tâche importante de la Clean Hydrogen Alliance, qui sera bientôt lancée avec la stratégie de l’UE pour l’hydrogène, d’envisager le développement du secteur de l’ammoniac propre en tant que processus à base d’hydrogène et de l’inclure dans ses activités. L’Alliance est prévue comme un outil de pilotage pour le plan de relance européen Next Generation EU.
L’ammoniac propre pourrait contribuer au succès de la montée en puissance d’une chaîne de valeur stratégique qui conduit à une économie décarbonée.
LES IMPLICATIONS ECOLOGIQUES
L’électrolyse nécessite généralement env. 4 m³/jour (24 h) d’eau purifiée ou 6 m³/jour d’eau brute non purifiée pour 1 MW d’électrolyse. En règle générale, les options d’approvisionnement en eau proviennent du dessalement existant, de l’eau souterraine (non viable pour l’acceptation et la rareté du public), eaux usées (selon les fabricants, généralement possible, mais probablement plus coûteuse à traiter que de produire de l’eau nouvellement dessalée).
Il est possible d’utiliser l’eau de mer directement sans dessalement, mais ce n’est qu’au stade de la R&D aujourd’hui. Des usines de dessalement par osmose inverse plus petites et flexiblement proches du site de production, à condition que près de la mer constituent à notre avis la voie la plus appropriée et la plus réaliste. Certaines surcapacités pourraient même profiter aux communautés locales, ce qui pourrait être considéré comme un facteur important de développement socio-économique. Il faut noter que le coût de l’eau varie de moins de 1 % à un maximum de moins de 2 % (dans des conditions défavorables avec une eau très chère) dans le business case global. Par conséquent, ce n’est pas un facteur clé d’un point de vue économique, mais une considération importante pour le choix du site et pour l’hydrogène vert, l’énergie pour les usines d’osmose inverse doit provenir de sources renouvelables.
Outre l’eau, d’autres implications environnementales doivent être examinées avec soin, par ex. les défis typiques de l’utilisation des terres comme pour les projets de production d’énergie solaire et éolienne (l’utilisation des terres est un défi important, à la fois d’un point de vue environnemental et social, mais compte tenu des vastes déserts inhabités, un problème moins important que dans d’autres pays – cependant la topographie peut être une limite en particulier à Oman), les défis pour les nouvelles infrastructures comme les pipelines et en général la nature explosive de l’hydrogène ainsi que les effets dangereux des molécules vertes telles que l’ammoniac ou le méthanol. Cependant, étant donné que par ex. l’ammoniac est déjà transporté dans le monde entier aujourd’hui, il existe des normes internationales de santé et de sécurité bien établies.
La problématique générale de la production d’hydrogène (toutes autres que les couleurs vertes) sera également mentionnée. Plus précisément, les implications à long terme du stockage d’énormes quantités de CO2 dans le sous-sol semblent un point à mettre suffisamment l’accent lors des projets CCUS. De plus, l’utilisation du CO2 pour la récupération assistée du pétrole ne peut pas être considérée comme un moyen de stockage viable, car une quantité importante de CO2 est à nouveau libérée. D’autres formes que l’hydrogène vert ne doivent pas non plus être utilisées comme excuse pour retarder la transition énergétique de base vers des technologies sans émissions.
GLOSSAIRE :
Hydrogène gris : L’hydrogène gris est basé sur l’utilisation de hydrocarbures fossiles. L’hydrogène gris est principalement produit via le reformage à la vapeur du gaz naturel. Selon la matière première fossile, sa production nécessite émission de dioxyde de carbone.
Hydrogène bleu: L’hydrogène bleu est de l’hydrogène qui est produit à l’aide d’un système de captage et stockage du carbone (CSC). Cela signifie que le CO2 produit dans le processus de faire que l’hydrogène ne pénètre pas dans l’atmosphère, et donc la production d’hydrogène peut être considérée dans l’ensemble comme neutre en carbone.
L’hydrogène jaune : Il est obtenu par électrolyse à partir de l’énergie électrique d’origine mixte qui pourrait être d’origine nucléaire ou de déchets en hydrogène. En outre, cela pourrait être via la gazéification des déchets.
Hydrogène turquoise: L’hydrogène turquoise est de l’hydrogène produit par la séparation thermique du méthane (pyrolyse du méthane). Cela produit du carbone solide plutôt que le CO2. Les conditions préalables à la neutralité carbone du processus sont que la chaleur pour la haute température le réacteur est produit à partir d’énergie renouvelable ou neutre en carbone sources d’énergie et la liaison permanente de le carbone.
Hydrogène vert : Contrairement aux autres couleurs, a un rôle clé à jouer dans la transition énergétique et peut décarboner les secteurs difficiles à abattre. A titre d’exemple avec un grand impact global pour la production d’acier pour remplacer le charbon à coke dans le processus de réduction directe ;8 il peut être utilisé dans les raffineries comme principal consommateur d’hydrogène pour remplacer pas à pas le gris par le vert, dans le secteur de la mobilité pour des solutions à plus long terme comme des bus, des trains ou même des navires à pile à combustible. Les applications de chaleur industrielle peuvent également jouer un rôle important. Les applications à plus long terme peuvent concerner des secteurs tels que le chauffage et le refroidissement à usage résidentiel ou la production d’électricité (à mélanger avec du gaz dans des CCGT ou des turbines fonctionnant à 100 % à l’hydrogène). Aujourd’hui, environ 55 % de l’hydrogène produit dans le monde est utilisé pour la synthèse d’ammoniac, 25 % dans les raffineries et environ 10 % pour la production de méthanol. Les applications restantes dans le monde ne représentent qu’environ 10 % de la production mondiale d’hydrogène.11 Il convient de noter qu’environ les deux tiers de l’hydrogène sont produits sur site pour une utilisation captive, aucun transport n’est donc requis et aucun marché ou transparence sur les prix n’existe.
De plus, l’hydrogène a aujourd’hui un large éventail d’applications et l’hydrogène vert pourrait prendre complètement le relais à long terme pour accompagner le processus de décarbonisation.
L’hydrogène vert est produit via l’électrolyse de l’eau; l’électricité utilisée pour l’électrolyse doit provenir de sources renouvelables. Indépendamment de la technologie d’électrolyse utilisée, la production de l’hydrogène est à zéro carbone puisque toute l’électricité utilisée provient de sources renouvelables et est donc zéro carbone.
Produits en aval : d’autres produits peuvent être fabriqués à partir d’hydrogène (ammoniac, méthanol, méthane, etc.). Tant que ces produits sont fabriqués en utilisant le « vert » hydrogène, le terme général « Power-to-X » (PtX) est utilisé. Selon que les produits en aval sont gazeux ou liquides, le terme « Power-to-Gas » (PtG) ou « Power-to-Liquid » (PtL) est utilisé.