Le dilemme de l’hydrogène : faire la part des avantages et des inconvénients de la production d’hydrogène bleu et vert

Dans un monde de plus en plus préoccupé par les changements climatiques et l’épuisement des combustibles fossiles traditionnels, l’hydrogène est devenu une source d’énergie de remplacement prometteuse : il renforce la fiabilité et la résilience du réseau électrique et améliore la qualité de l’air, il permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre et il assure la sécurité énergétique lorsqu’il est produit à l’échelle locale. Il continuera de contribuer au marché de l’emploi à l’échelle mondiale.

Toutefois, l’adoption généralisée de l’hydrogène est confrontée à un dilemme : les défis de sa production efficace et durable. Alors que nous explorons les deux principales méthodes de production d’hydrogène (l’hydrogène bleu et l’hydrogène vert) et que nous examinons les avantages et les inconvénients respectifs de ces méthodes ainsi que les aspects à améliorer à l’avenir, nous pouvons commencer à comprendre comment surmonter les obstacles technologiques pour faire de l’hydrogène une réalité viable.

La transformation énergétique et le dilemme de l’hydrogène En ce qui concerne les investissements, les plans et les projets au cours des douze prochains mois, une grande partie de l’attention de l’industrie pétrolière et gazière réside dans la transformation énergétique, en particulier en ce qui concerne l’électricité et l’hydrogène verts.  

Nous pouvons tous nous accorder sur le fait que la combustion des combustibles fossiles nous nuit : nous avons grand besoin d’une stratégie de décarbonisation, et son élaboration va bon train.  

Par conséquent, nous adoptons une approche novatrice dans nos réflexions et nos efforts de création. Les sources d’énergie fixes traditionnelles (l’énergie solaire, l’éolien, le pétrole, le gaz et le charbon) sont remplacées par les énergies nucléaire et géothermique, et l’hydrogène est la prochaine grande étape. Toutefois, en mettant l’hydrogène de l’avant, nous créons en fait un conflit.  

En lui-même, l’hydrogène ne constitue pas une source d’énergie : il s’agit d’un vecteur, destiné à une utilisation directe par le consommateur. Cependant, quand nous produisons de l’hydrogène comme source d’énergie, il doit d’abord être converti en électrons, eux aussi des vecteurs d’énergie, et ces électrons doivent être convertis en hydrogène. Ainsi, on crée deux vecteurs au cours du processus allant de la production au consommateur. 

En gardant cet aspect à l’esprit, on peut considérer le processus de la production au consommateur comme un processus en quatre étapes :  

• production d’énergie;
 
• conversion de cette énergie en électrons;
 
• conversion des électrons en hydrogène;
  
• transport de l’hydrogène sur de longues distances jusqu’au consommateur.

Pour le dire très simplement, ce processus équivaut à commander un colis, à le faire expédier par Purolator, qui l’envoie ensuite à UPS, qui l’expédie enfin au consommateur.  

Il n’est pas nécessaire de faire appel à deux vecteurs, et les lacunes d’efficacité de ce modèle de conversion de l’énergie représentent une formidable occasion de réflexion et d’amélioration. 

L’hydrogène bleu : une orientation pragmatique? 
La matière première principale employée dans le cas de l’hydrogène bleu est le gaz naturel, un combustible fossile. Ce procédé commence avec le reformage du méthane à la vapeur : à cette étape, le gaz naturel réagit avec la vapeur pour produire de l’hydrogène et du dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone est ensuite capturé et stocké, ce qui l’empêche d’être libéré dans l’atmosphère. Ce processus de capture et stockage de carbone (CSC) est la caractéristique qui définit le concept de l’hydrogène bleu, une méthode perçue comme une solution de transition pour décarboniser les industries qui dépendent de l’hydrogène.

Bien que l’hydrogène bleu permette de réduire considérablement les émissions de carbone et qu’il soit possible de le stocker pendant de longues périodes (ce qui en fait une source d’énergie fiable et stable, en particulier pour l’énergie renouvelable intermittente), le processus de capture et de stockage du dioxyde de carbone nécessite plus d’énergie. De plus, cette méthode s’appuie sur le gaz naturel, ce qui perpétue la dépendance aux combustibles fossiles et repousse la réalisation des objectifs relatifs à un avenir fondé entièrement sur les énergies renouvelables.  

L’hydrogène vert : une énergie renouvelable idéale?
L’hydrogène vert, quant à lui, est produit par électrolyse, un processus qui consiste à faire passer un courant électrique dans de l’eau pour la séparer en hydrogène et en oxygène. L’électricité nécessaire à l’électrolyse peut provenir de sources renouvelables, ce qui fait de l’hydrogène vert un vecteur d’énergie véritablement renouvelable et durable. 

D’autre part, le coût élevé de la production d’hydrogène vert peut constituer un obstacle, tout comme les défis liés à la mise à l’échelle et à l’optimisation des technologies d’électrolyse. De nombreuses régions font également face à des obstacles limitant l’accès à de l’eau propre pour l’électrolyse, ce qui soulève une question quant à la meilleure utilisation de l’énergie dépensée. 

Qu’est-ce que cela signifie pour l’hydrogène?  Des progrès importants dans plusieurs domaines-clés sont nécessaires pour accroître l’efficacité énergétique de l’hydrogène et surmonter les obstacles technologiques : 

• Électrolyseurs. Les efforts de recherche et de développement autour des technologies d’électrolyseurs sont essentiels pour améliorer l’efficacité, la durabilité et les coûts. De nouveaux matériaux et des catalyseurs de pointe peuvent permettre d’améliorer le rendement de l’électrolyse, rendant l’hydrogène vert plus viable économiquement.
   
• Thermodynamique et efficacité. Il est essentiel de comprendre le processus thermodynamique employé dans la production d’hydrogène pour être en mesure d’optimiser la consommation d’énergie et de réduire autant que possible les pertes.
 
• Infrastructures des énergies renouvelables. Les gouvernements et les industries doivent continuer d’investir dans des infrastructures d’énergies renouvelables pour assurer un approvisionnement adéquat et stable.
 
• Stockage et transport de l’énergie. L’élaboration de méthodes efficaces pour le stockage et le transport de l’hydrogène est essentielle à l’intégration réussie de cette source d’énergie.
 

Le dilemme de l’hydrogène est un défi prometteur bien que complexe sur le chemin d’un avenir durable. L’hydrogène bleu et l’hydrogène vert présentent chacun des avantages et des inconvénients : il faut donc séparer l’hydrogène de ses couleurs et se concentrer sur sa valeur générale en prenant en compte l’empreinte carbone globale. En relevant les défis et en envisageant l’intégration de l’hydrogène parmi les infrastructures existantes, il est possible de libérer l’hydrogène de ces catégories de couleur et de l’envisager comme une possibilité durable. 

Nous avons confiance en l’avenir. Nous croyons à la réduction des émissions de carbone associées au pétrole et au gaz. Nous croyons à l’optimisation des technologies vertes et à l’offre d’une énergie accessible et durable pour tous. 

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