Dans ce deuxième volet de la recherche 2023 de Tim ten Brundel sur l’importance de l’échange de données dans le cadre du développement du marché de l’hydrogène, il approfondit la question de la production, du transport, de la consommation et du stockage, et de la manière dont ces processus seront affectés. Tim conclut son étude en présentant le paysage actuel et la voie à suivre.

Production d’hydrogène

La production d’hydrogène est souvent considérée comme une partie flexible d’un système d’énergie renouvelable plus large. Pendant les périodes d’excès d’énergie, les batteries peuvent stocker de l’énergie sur une base horaire. Cependant, pour des périodes plus longues, l’utilisation d’énergie excessive pour produire de l’hydrogène est souvent reconnue comme un moyen d’équilibrage. Chaque période est différemment flexible.

Compte tenu des défis que pose la production d’hydrogène, l’analyse de rentabilité n’est pas toujours facile à réaliser. Par exemple, il existe des incertitudes concernant les coûts opérationnels spécifiques et les fluctuations futures des prix des énergies renouvelables et donc de l’hydrogène.

Pour les producteurs d’hydrogène, des prévisions précises sur la disponibilité et le niveau de prix des énergies renouvelables sont considérées comme cruciales pour faire fonctionner les électrolyseurs et pour communiquer les futures quantités d’hydrogène disponibles aux consommateurs. De plus, ces données permettent aux producteurs d’hydrogène de déterminer quand ils produisent (ou non) de l’hydrogène. En outre, un échange de données avec les opérateurs de réseaux d’électricité et d’hydrogène est également considéré comme nécessaire, dans le contexte de l’équilibrage énergétique au sein d’une région ou d’un pays.

Transport de l’hydrogène

Le transport de l’hydrogène devrait se faire, entre autres, par des gazoducs régionaux et nationaux, par des remorques porte-tubes, par train et par bateau. Sauf pour l’hydrogène pur, on s’attend à ce qu’il soit également acheminé par l’intermédiaire de la structure de transporteurs. L’ammoniac en est un exemple, en raison de ses conditions de transport favorables, tandis que transporteurs de méthanol et d’hydrogène organique liquide sont également des moyens de transport potentiels.

Une méthode relativement nouvelle pour le transport par gazoducs utilise un flux bidirectionnel entre les réseaux régionaux et nationaux. S’il y a des excédents d’hydrogène dans une région, on peut s’attendre à ce que des flux d’hydrogène partent des centres régionaux vers un réseau de transport national.

Pour qu’un système de transport de l’hydrogène fonctionne, la méthode de qualification est l’une des exigences à prendre en compte. Étant donné que l’hydrogène fera partie d’un système énergétique plus vaste, une structure de qualification selon le principe du « premier arrivé, premier servi » est vue comme insuffisante. Au lieu de cela, une qualification basée sur la priorité pourrait être une option, permettant de donner la priorité à l’offre fluctuante d’hydrogène produit à partir d’énergie renouvelable par rapport aux quantités constantes d’hydrogène non renouvelable.

En ce qui concerne les besoins en données des entreprises de transport d’hydrogène, il sera essentiel d’offrir des délais courts pour les nominations relatives à l’hydrogène. Par exemple, en raison de la dépendance météorologique de la production d’hydrogène, un délai de 30 ou 15 minutes pourrait être envisagé pour maintenir l’équilibre des chaînes de transport.

Stockage de l’hydrogène

Le stockage de l’hydrogène devrait jouer différents rôles à différents moments. L’hydrogène peut être produit et stocké pendant les périodes de surplus d’énergie renouvelable. Pendant les périodes de pénurie d’énergie renouvelable, l’hydrogène peut être utilisé dans différents cas de consommation d’énergie ou transformé en d’autres transporteurs énergétiques.

Pour les opérateurs de stockage d’hydrogène à grande échelle, les incertitudes liées à l’évolution du marché de l’hydrogène semblent constituer un défi majeur. Comme il s’agit d’un marché émergent, il est difficile de réaliser des études de rentabilité pour un futur stockage d’hydrogène à grande échelle. Cependant, il faut beaucoup de temps pour réaliser ce stockage.

En ce qui concerne les besoins en données du stockage de l’hydrogène, des données précises sur les volumes de stockage nécessaires pour différentes périodes sont essentielles. Étant donné que l’hydrogène, produit à partir d’énergies renouvelables, sera affecté par les conditions météorologiques, les plans de stockage devraient également être différents de ceux du stockage à base de combustibles fossiles.

Consommation d’hydrogène

En ce qui concerne la consommation d’hydrogène, les intérêts des consommateurs diffèrent selon les secteurs. Pour les secteurs industriels, on peut s’attendre à une demande de base. Toutefois, lorsque l’on dépend d’une énergie renouvelable en plus des capacités de stockage, on s’attend à ce que la flexibilité de l’approvisionnement en hydrogène soit également nécessaire pour soutenir l’équilibrage du système énergétique. 

Pour certains des futurs grands consommateurs d’hydrogène, la question se pose de savoir s’ils sont situés en dehors des groupements industriels pouvant être reliés par des gazoducs d’hydrogène. Par exemple, aux Pays-Bas, le réseau de transport national prévu reliera d’abord ces groupements. Par conséquent, on s’attend à ce que l’hydrogène soit également produit de manière décentralisée au point de consommation, en complément des producteurs existants, souvent livré par camion ou par train.

Du point de vue des données, on peut s’attendre à ce que les consommateurs aient besoin d’informations en temps réel sur la production d’hydrogène, afin de reconnaître les tendances et d’orienter les opérations d’approvisionnement en conséquence.

Le futur de l’hydrogène

L’hydrogène est en passe de devenir un élément crucial de la transition énergétique. Actuellement, les acteurs du marché développent différentes parties de sa chaîne d’approvisionnement. Les Nations Unies et les institutions gouvernementales nationales et régionales soutiennent de différentes manières le marché de l’hydrogène en pleine évolution, tandis que les réglementations sont élaborées et que les flux mondiaux d’hydrogène sont mis en place. Le thème de l’échange de données est au cœur de ces développements.

Dans cette étude technique, nous avons abordé les différents acteurs du marché, leurs défis et leurs besoins en matière d’échange de données. Comme nous l’avons vu, on peut s’attendre à de nombreuses dépendances entre le marché de l’hydrogène envisagé et le système global des énergies renouvelables. Cette recherche vise à faciliter la discussion sur la nécessité d’échanger des données sur le marché de l’hydrogène en pleine évolution. Il sera ainsi possible de surveiller les différentes dynamiques du marché et d’optimiser son fonctionnement au sein du système énergétique.

Lire la première partie du livre blanc "Quel échange de données essentielles peut-on prévoir sur le marché en évolution de l'hydrogène?"