Alors que les sociétés du monde entier s’efforcent d’atteindre les objectifs climatiques et de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES), l’hydrogène propre, en particulier l’hydrogène vert, bleu et rose, est en passe de devenir un facteur essentiel de la solution.

Lorsqu’elles abordent cette nouvelle perspective, la plupart des organisations s’efforcent d’abord d’acquérir de l’expérience sur les questions de sécurité, d’efficacité énergétique, d’expansion économique et de réduction des coûts de production de l’hydrogène. Les exploitants, quant à eux, se concentrent principalement sur les actifs et les enjeux opérationnels liés à l’hydrogène. Pourtant, les organisations ont de plus en plus tendance à privilégier les aspects technologiques de la gestion de l’hydrogène et des gaz à effet de serre.

Basé sur la recherche européenne et avec la contribution de nos experts nord-américains, le présent article explore les principaux vecteurs de l’économie de l’hydrogène et l’importance de l’utilisation des données pour coordonner tous les domaines de la chaîne de valeur de l’hydrogène, depuis la production jusqu’à l’utilisation finale.

Le rôle de l’hydrogène dans l’amélioration de la sécurité énergétique

Outre son bilan humain et économique dévastateur, l’invasion de l’Ukraine par la Russie a considérablement perturbé les systèmes d’approvisionnement en énergie. L’augmentation massive du prix du gaz et les conséquences sur la vie quotidienne des gens ont suscité des questions sur la nécessité d’accroître la production d’énergies alternatives dans plusieurs pays européens. L’impulsion en faveur d’une production d’énergie locale plus importante répond à la nécessité d’aller plus vite et de parvenir à une indépendance énergétique à l’égard de la Russie.

Dans ce contexte, l’Union européenne voit une opportunité d’accélérer la transition énergétique mondiale avec le plan REPowerEU. Ce plan renforce et accélère le développement de l’hydrogène :

  • en s’engageant à produire 10 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable en Europe;
  • en injectant 10 millions de tonnes d’hydrogène pour remplacer les combustibles fossiles et rendre les secteurs de l’industrie et des transports plus durables d’ici 2030;
  • par un financement supplémentaire de 200 millions d’euros pour la recherche afin d’accélérer les projets liés à l’hydrogène.

En Amérique du Nord, les gouvernements américain et canadien ont également annoncé des mesures législatives visant à soutenir le développement de l’économie de l’hydrogène et des énergies propres.

  • Les États-Unis ont adopté une loi sur la réduction de l’inflation (U.S. Inflation Reduction Act): la mesure législative la plus importante de l’histoire des États-Unis en matière de climat, qui prévoit une enveloppe budgétaire de 369 milliards de dollars sur dix ans, pour permettre la mise en place d’une économie fondée sur les énergies propres.
  • Le ministère américain de l’Énergie met à disposition un fonds de 750 M$ US pour la production d’hydrogène.
  • Le gouvernement du Canada investit 300 M$ CA, ainsi que 161,5 M$ CA provenant du gouvernement de l’Alberta, pour promouvoir les carburants propres et les énergies propres au Canada.
  • Le gouvernement de l’Ontario crée un Fonds d’innovation pour l’hydrogène qui investira 15 M$ CA au cours des trois prochaines années pour favoriser et développer les possibilités d’intégration de l’hydrogène dans le système de production d’électricité propre dans la province.

Rechercher des idées, acquérir de l’expérience

Pour que les économies d'hydrogène fonctionnent bien, plusieurs critères sont importants. Il s'agit notamment de garantir la source de l’hydrogène lorsqu’il entre dans la chaîne d’approvisionnement et suivre les émissions de carbone supplémentaires générées par son approvisionnement. De nombreuses industries et de nombreux secteurs demandent de l'hydrogène propre, car la qualité de l'énergie et la teneur en carbone influent sur leur capacité à fabriquer des produits durables et contenant moins de carbone.

Les critères de réussite comprennent également la capacité des exploitants de réseaux à déterminer l'emplacement stratégique de l'électrolyse et du stockage afin d'optimiser l'approvisionnement. En outre, le succès exige un plan d'action commun pour un réseau d'hydrogène à tous les niveaux du gouvernement, pour développer un réseau d’hydrogène, ainsi que le cadre réglementaire permettant de progresser et de s’étendre.

Comme ces critères présentent des complexités et des défis supplémentaires, les exploitants mènent des projets pilotes pour recueillir des données afin d'acquérir des connaissances et de l'expérience en matière de conversion. Par exemple, des associations industrielles européennes et nord-américaines étudient la possibilité d'injecter de l'hydrogène (mélanges et pur) en utilisant les actifs actuels et le déploiement économique d'un futur gazoduc.

En coordination avec les exploitants de réseaux gaziers, cette recherche étudie des idées au niveau local pour déterminer si les quartiers résidentiels existants peuvent se convertir en logements alimentés à l'hydrogène et, au niveau régional, pour développer des centres industriels de l'hydrogène et la manière de les connecter :

  • Europe : connecter l'Europe du Nord et l'Europe du Sud grâce à une dorsale paneuropéenne de l'hydrogène.
  • Amérique du Nord : viser à développer la chaîne d'approvisionnement et la distribution en fonction de l'augmentation de la demande.

Commencer la transition vers l’hydrogène

Nous avons vu des exemples, sous l’angle commercial, d’entreprises qui produisent de l’hydrogène à des fins industrielles depuis près d’un siècle, avec une connaissance approfondie de la production d’hydrogène gris essentiellement. L’économie et les investissements jouent un rôle important dans les prises de décision, les entreprises devenant plus stratégiques dans leurs choix. Pour commencer, les organisations peuvent se concentrer sur l’utilisation de l’hydrogène dans les secteurs d’activité qui ont des perspectives de réussite évidentes. En voici quelques exemples.

  • L’industrie des engrais : l’hydrogène est utilisé comme matière première pour produire de l’ammoniac, qui est à son tour utilisé pour produire des engrais.
  • L’industrie chimique : l’hydrogène est utilisé comme matière première pour que certaines réactions puissent se produire avant le produit final (comme réactif pour éliminer les impuretés, par exemple).
  • L’industrie de transformation : l’hydrogène est utilisé comme matière première pour les procédés nécessitant des températures élevées (>250°C) à très élevées (>400°C).
  • L’industrie maritime : l’hydrogène est utilisé comme une source d’énergie puissante pour propulser les grands navires.
  • Le secteur des transports, du camionnage et de l’industrie : nouvelle injection d’hydrogène pour compenser les émissions de CO2 et réduire la consommation de diesel.
  • Les flottes de véhicules : grandes flottes de véhicules de livraison et de service, de cars et d’autres véhicules, pour lesquelles il existe un emplacement commun, souvent centralisé, auquel tous les véhicules se rendent chaque jour et où le ravitaillement en hydrogène peut se faire.

L’importance des données et de la transformation numérique

La valeur des données et de la technologie continuera d’augmenter dans l’économie de l’hydrogène. Les entreprises doivent faire preuve d’esprit stratégique dans leur utilisation des données pour accélérer la décarbonation et la mise en place d’un modèle durable du marché de l’hydrogène.

Comme nous le voyons en Europe, et de plus en plus en Amérique du Nord, les données permettent aux organisations de mieux surveiller les projets et de mieux collaborer, tout en contrôlant les investissements importants réalisés dans l’hydrogène.

Pour les producteurs, il s’agit de numériser les fonctions nécessaires au système pour assurer des services flexibles, le transport et le stockage de grandes quantités d’hydrogène, ainsi que pour garantir la qualité et de la provenance de l’hydrogène. Pour les exploitants de réseaux, il s’agit de gérer et de contrôler les nouveaux réseaux d’hydrogène et l’infrastructure existante en vue d’une (ré)utilisation potentielle de l’hydrogène. Les données relatives aux performances et à l’optimisation en temps réel permettent de prendre des décisions qui favorisent l’agilité et la diversification des coûts et renforcent l’efficacité.

Pour le consommateur, il s’agit de disposer d’un approvisionnement fiable, capable de suivre et de rendre compte de la qualité du carbone et de l’impact de l’approvisionnement en hydrogène sur les émissions de carbone. L’idée est de permettre de fabriquer des produits plus propres ou plus verts et de répondre aux exigences de qualité, environnementales, sociales et de gouvernance (ESG).

La valeur commerciale des décisions axées sur les données donne également lieu à de nouveaux projets qui utilisent l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle comme outils prédictifs. Ces outils combinent des données en temps réel pour traiter l’impact des variations météorologiques, du marché, de l’offre et de la demande sur l’hydrogène et les énergies renouvelables. Cela permet de renforcer la fiabilité et de réduire les coûts d’exploitation.
(Lire notre article sur la prédiction des défaillances des éoliennes grâce à l’intelligence artificielle)

De nombreuses organisations se heurtent aujourd’hui au défi que représentent leurs systèmes de TI existants, davantage conçus pour les sources d’énergie traditionnelles et difficiles à adapter aux nouveaux produits énergétiques tels que l’hydrogène ou l’électricité renouvelable. Ces environnements sont-ils suffisamment flexibles, tant pour les besoins immédiats que pour les développements futurs? Ne devrions-nous pas nous tourner vers d’autres secteurs à gros volume, comme les banques, et nous inspirer de leur mode de suivi et de mesure des connexions, des données et des contrats?

Pour beaucoup, la meilleure solution réside dans une approche intégrée des données et de la technologie et dans l’adoption de processus de travail intelligents et efficaces, alimentés par des données de haute qualité. Une telle approche ouvre la voie à de nouvelles perspectives pour développer des solutions innovantes basées sur l’hydrogène vert et produire des bénéfices commerciaux. 

Bâtir un écosystème d’hydrogène écologique et intégré