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L’hydrogène de sources renouvelables, état des lieux

L’Agence Internationale des Energies Renouvelables – IRENA – publie un important rapport sur l’hydrogène, une technologie essentielle dans la transition énergétique.

 

Longtemps attendu, le développement de l’hydrogène entre en phase concrète.

En 2016, Renouvelle faisait ce constat : L’hydrogène, produit avec les excédents renouvelables et combiné à la technologie des piles à combustibles, devient une filière crédible pour remplacer les énergies fossiles. Mais le nouveau modèle économique le plus pertinent a encore bien du mal à se préciser (lire notre article L’hydrogène devient un vecteur énergétique d’avenir).

Depuis lors, les projets pilotes se multiplient dans le monde et, en mai 2018, la Belgique rejoint ce mouvement industriel : Le consortium Fluxys, Eoly et Parkwind compte en effet développer la première installation « Power-to-gas » sur notre territoire (lire notre article Premier projet industriel en Belgique pour convertir l’électricité verte en hydrogène).

Un état des lieux

Constatant ces avancées industrielles, l’Agence Internationale des Energies Renouvelables – IRENA – publie judicieusement un rapport intitulé : Hydrogen from renewable power: Technology outlook for the energy transition.

Cette publication nous donne l’occasion de faire le point sur cette technologie essentielle dans une transition vers 100% d’énergies renouvelables.

Pourquoi l’hydrogène ?

L’hydrogène constitue probablement le chaînon manquant dans la transformation actuelle du système énergétique mondial.

Dans une logique de transition bas carbone, la production d’électricité verte devient un vecteur essentiel. Cependant, une électrification directe n’est pas toujours possible et ne permet pas de répondre à tous les besoins. Les transports, l’industrie et les bâtiments auront, par exemples, toujours besoin de combustibles, à plusieurs fins.

C’est ici que l’hydrogène peut constituer une solution nouvelle. L’idée est de convertir – par électrolyse de l’eau - l’électricité de sources renouvelables en hydrogène vert, qui pourra ensuite être proposé au marché en tant que carburant ou matière première décarboné(e).

Transformé en méthane de synthèse, l’hydrogène vert peut même être injecté en grande quantité dans le réseau de gaz naturel – et remplacer ainsi une source fossile par une source renouvelable. L’hydrogène pourra être consommé tel quel ou être ré-électrifié pour un usage électrique ultérieur.

Le schéma ci-dessous montre tous les usages possible de l’hydrogène de sources renouvelables.

Intégration des énergies renouvelables variables (VRE) dans les utilisations finales au moyen de l’hydrogène. Figure : IRENA.

Une solution de stockage

Mais l’hydrogène vert suscite aussi un vif intérêt car il s’agit d’un vecteur énergétique stockable. Il peut ainsi concrétiser une réponse à l’un des défis majeurs de la transition énergétique : stocker les productions renouvelables lorsqu’elles sont (sur)abondantes afin de pouvoir restituer cette énergie lorsque la météo est moins favorable.

Concrètement, il devient possible de stocker – sous forme d’hydrogène - les surplus de production photovoltaïque en été et les surplus éoliens en hiver, pour les restituer lorsque ces sources renouvelables sont déficitaires.

Dans le cas du projet belge « Power-to-gas », il s’agira de stocker les surplus de production d’électricité éolienne en mer du Nord sous la forme d’hydrogène.

Ces enjeux et avancées technologiques sont détaillés dans cet article.

Un cadre politique et réglementaire

Le rapport IRENA présente donc un état des lieux international du développement technologique et de la création d’une chaîne d’approvisionnement en hydrogène vert.

Selon IRENA, cette ressource deviendra progressivement accessible : « Avec la maturation des technologies, le recours croissant à l’hydrogène devrait entraîner d’importantes réductions de coûts. »

Mais le rapport se conclut par ces recommandations : « Un cadre politique et réglementaire adéquat demeure toutefois essentiel pour stimuler l'investissement privé dans la production d'hydrogène. »

 

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