Alors que la course mondiale vers la carboneutralité (zéro émission nette) se poursuit et que la demande de sources d’énergie propres s’intensifie, l’industrie de l’hydrogène est prête à exploser et à offrir des occasions sans précédent pour assurer la bonne santé de notre planète.
Un des seuls carburants capable de décarboner les économies, l’hydrogène a attiré l’attention des gouvernements, des chefs d’entreprise et des écologistes du monde entier.
L’hydrogène propre alimente l’économie émergente de l’hydrogène et son potentiel pour stimuler l’innovation, transformer la production d’énergie et rendre l’énergie verte disponible à l’échelle industrielle, lançant ainsi une nouvelle ère d’efficacité énergétique basée sur l’hydrogène.
L’hydrogène vert, produit par électrolyse à partir de sources d’énergie renouvelable telles que l’énergie éolienne ou solaire, peut contribuer à décarboner une série de secteurs qui ont du mal à réduire leurs émissions nocives, notamment la sidérurgie et les transports longue distance. L’hydrogène démontre également une polyvalence exceptionnelle, permettant de réduire les émissions dans les secteurs du transport maritime, ferroviaire et aérien, ainsi que dans les secteurs de l’électricité et du chauffage résidentiels.
Le secteur industriel représente actuellement l’essentiel de la demande d’hydrogène pour le raffinage du pétrole et les secteurs des produits chimiques et de l’acier, où il est produit sous forme d’hydrogène gris en utilisant des combustibles fossiles tels que le charbon et le gaz naturel, et est donc responsable d’importantes émissions annuelles de CO2.
L’hydrogène vert est produit à partir d’électricité provenant d’énergies renouvelables, selon un procédé qui décompose l’eau en hydrogène et en oxygène appelé électrolyse. Ce procédé ne génère pas de CO2, ce qui en fait la forme la plus propre de combustible à base d’hydrogène. L’hydrogène bleu est produit à partir de gaz naturel, par reformage du méthane à la vapeur et les émissions de CO2 qui en résultent sont capturées et stockées.
L’hydrogène vert offre une nouvelle dimension à l’efficacité énergétique
L’hydrogène n’est pas une source directe d’énergie, mais plutôt un vecteur énergétique. Il sert principalement à stocker l’énergie en vue d’une utilisation ultérieure. La nature saisonnière et imprévisible de l’énergie solaire et éolienne a renforcé l’intérêt pour le stockage de l’énergie, tout en mettant l’accent sur la flexibilité du marché et la distribution de l’énergie.
C’est là que l’hydrogène est appelé à jouer un rôle central. La première vague de la transition vers une économie verte basée sur l’hydrogène sera menée par le secteur industriel. La suivante sera liée à la mobilité, grâce au potentiel de l’hydrogène en tant que solution de remplacement pour l’industrie lourde et les transports longue distance, ainsi que pour le transport aérien, maritime et ferroviaire.
En tant que solution de remplacement du carburant diesel, par exemple, l’hydrogène propre a le potentiel de décarboner le secteur du camionnage poids lourd, qui est responsable d’environ un quart des émissions routières mondiales alors qu’il ne représente que 1 % de l’ensemble des véhicules.*
L’hydrogène même est une molécule à combustion propre qui peut être utilisée dans les piles à combustible pour produire de l’électricité sans émissions. Cependant, sa production est un processus complexe qui nécessite un contrôle précis de divers paramètres pour garantir l’efficacité et la sécurité. Des technologies de pointe sont nécessaires et en développement pour améliorer notre compréhension et notre contrôle de ces processus.
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Les leaders mondiaux qui façonnent la transition vers l’hydrogène
1. Europe
Grâce à une combinaison stratégique de financement, d’innovation et de collaboration entre les écosystèmes, l’Europe fait des progrès considérables dans l’exploration du potentiel de l’hydrogène pour atteindre des objectifs ambitieux en matière de carboneutralité.
Les vallées de l’hydrogène qui opèrent actuellement dans toute l’Europe mettent en évidence les avantages distincts et sans précédent de l’hydrogène. Ces projets simulent un écosystème d’hydrogène moderne, de la production et de l’entreposage au transport et à la consommation, et offrent une occasion importante* d’en apprendre davantage sur la technologie requise pour exploiter ce combustible et le fonctionnement de la chaîne de valeur.
Parallèlement, l’initiative European Hydrogen Backbone (EHB)* est axée sur le développement d’un réseau de transport d’hydrogène dédié à l’échelle de l’Europe. Plus de 30 exploitants de services de transport en Europe travaillent à trouver une solution pour mieux transporter l’hydrogène depuis différents fournisseurs vers les industries qui en ont le plus grand besoin.
Du point de vue réglementaire, l’Europe se concentre stratégiquement sur 20 points d’action relatifs à l’hydrogène.* Ceux-ci se concentrent respectivement sur le programme d’investissement de l’Europe dans l’hydrogène, son cadre d’habilitation et de soutien, la stimulation de l’offre et de la demande ainsi que la dimension internationale de la question de l’hydrogène. Quelques considérations et exemples clés sont présentés ci-dessous.
Production
En ce qui concerne la production d’hydrogène, une certaine prudence peut être observée. D’une part, la construction de nombreux sites de production d’hydrogène est examinée. Outre les électrolyseurs terrestres, l’accent est mis sur l’électrolyse en mer. Par exemple, le développeur français Lhyfe a annoncé les résultats de l’essai de sa plateforme flottante de production d’hydrogène en mer, qui a été testée pendant six mois à 20 km de la côte dans le nord-ouest de la France. D’autre part, on peut citer de nombreux exemples d’entreprises qui ont reporté la mise au point initiale de leur électrolyseur et qui ont revu à la baisse les objectifs de production d’hydrogène qu’elles s’étaient fixés.
Transport
L’un des moyens prévus pour le transport de l’hydrogène est le pipeline. Aux Pays-Bas, la première section du réseau d’hydrogène, d’une longueur de plus de 30 kilomètres, est en cours de construction* à Rotterdam. À terme, le réseau national s’étendra sur 1 200 kilomètres et sera constitué en grande partie de gazoducs existants réaffectés. Le réseau sera relié à des installations de production d’hydrogène à grande échelle, à des terminaux d’importation et à des entreprises aux Pays-Bas et à l’étranger qui passeront à l’hydrogène.
Stockage
Lorsque l’on s’appuie sur des sources d’énergie renouvelable, il faut non seulement des infrastructures, mais aussi de la flexibilité sur le marché de l’hydrogène renouvelable. Le stockage de l’hydrogène est un exemple de fournisseur potentiel de flexibilité du système. Actuellement, des cavernes de sel sont mises en place pour stocker l’hydrogène sous terre. Outre ces cavernes, l’accent est mis sur le stockage de l’hydrogène dans les gisements de gaz. C’est le cas, par exemple, du site de stockage souterrain de Bierwang* en Allemagne. Dans ce champ gazier, la société Uniper injecte des mélanges de gaz naturel et d’hydrogène, afin de pouvoir déterminer les processus connexes dans le sous-sol.
Consommation
L’évolution de la consommation varie considérablement d’un pays à l’autre. En Allemagne, par exemple, la demande d’hydrogène vert a récemment augmenté de manière significative, en partie grâce à la mise à jour de la stratégie nationale pour l’hydrogène* du pays, dans laquelle les objectifs en matière de capacités de production d’hydrogène ont été revus à la hausse. En ce qui concerne la consommation d’hydrogène pour la mobilité, les stations de ravitaillement en hydrogène se développent régulièrement. L’état de l’infrastructure européenne de ravitaillement peut être suivi sur plusieurs cartes interactives. Plus précisément, ces cartes montrent les stations de ravitaillement en hydrogène (SRH) accessibles au public et opérationnelles, présentées par emplacement et par type de distributeur. Il est possible de consulter, par exemple, la HRS Availability Map.*
2. Canada
Tandis que l’Europe montre la voie, le Canada s’impose également comme un leader dans la production d’hydrogène, se classant parmi les dix premiers producteurs mondiaux d’hydrogène et abritant la plus grande installation de production d’hydrogène propre au monde.
L’engagement du gouvernement canadien à créer une économie de l’hydrogène propre comprend l’objectif de fournir jusqu’à 30 % de l’énergie du pays sous forme d’hydrogène et de devenir l’un des trois premiers producteurs mondiaux d’hydrogène propre d’ici à 2050.
Certaines régions canadiennes tirent parti de l’infrastructure existante pour faire progresser les initiatives en matière d’hydrogène propre. L’Alberta réutilise l’infrastructure existante de pipelines pour distribuer de l’hydrogène en volume plutôt que de le transporter par camion ou par train. Dans le cadre d’un projet inédit en Alberta, le producteur de gaz naturel ATCO* livre un mélange de gaz naturel contenant de l’hydrogène dans une section du réseau de distribution de gaz naturel de Fort Saskatchewan, le gaz naturel mélangé à l’hydrogène étant utilisé de manière fiable pour alimenter les habitations et les entreprises. Ce type de mélange d’hydrogène est de plus en plus répandu dans les économies avancées du monde entier.
L’aéroport international d’Edmonton est l’un des premiers aéroports au Canada à poursuivre activement et à investir dans la transition vers l’hydrogène en tant que source de carburant alternative – non seulement pour les avions, mais aussi pour tous les transports connexes, y compris les camions et les transporteurs qui font partie de l’écosystème du transport aérien.
Parallèlement, les possibilités de développer la production d’hydrogène dans les communautés autochtones de l’Alberta sont également à l’étude.
3. États-Unis
Aux États-Unis, le Département de l’Énergie a mis au point la U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap*. En collaboration avec d’autres agences fédérales américaines et intervenants, ce document présente les principales mesures à prendre pour permettre l’adoption par le marché des technologies de l’hydrogène propre en vue d’une économie à zéro émission de gaz à effet de serre (GES) d’ici à 2050, y compris les principales initiatives et étapes jusqu’en 2025, 2029 et 2035.
Trois stratégies clés sous-tendent la feuille de route, axées sur le développement et l’adoption de l’hydrogène propre en tant qu’outil de décarbonation efficace pour un bénéfice maximal :
- Cibler les utilisations stratégiques et à fort impact de l’hydrogène propre pour les applications à haute valeur ajoutée, pour lesquelles il existe peu d’autres options de décarbonation en profondeur.
- Réduire le coût de l’hydrogène propre pour catalyser à la fois l’innovation et l’échelle, en stimulant les investissements du secteur privé, en stimulant le développement tout au long de la chaîne d’approvisionnement de l’hydrogène et en réduisant considérablement le coût de l’hydrogène propre.
- Se concentrer sur les réseaux régionaux – des centres d’hydrogène – qui permettront la production d’hydrogène propre à grande échelle à proximité des utilisateurs prioritaires d’hydrogène, permettant ainsi le partage d’une masse critique d’infrastructures.
Fin 2023, le Département de l’Énergie américain a annoncé la création de sept centres régionaux d'hydrogène dans tout le pays, avec un financement collectif d'environ 7 milliards $ US.
Le tableau ci-dessous présente la répartition du financement et les entreprises qui participent au projet.
| Centre d’hydrogène |
Financement |
Appalachian Regional Clean Hydrogen Hub
(ARCH2) |
925 millions $ |
California Hydrogen Hub
(ARCHES) |
1,2 milliard $ |
Gulf Coast Hydrogen Hub
(HyVelocity) |
1,2 milliard $ |
Heartland Hydrogen Hub
(HH2H) |
925 millions $ |
Mid-Atlantic Clean Hydrogen Hub
(MACH2) |
750 millions $ |
Midwest Alliance for Clean Hydrogen
(MachH2) |
1 milliard $ |
Pacific Northwest Hydrogen Hub
(PNW H2) |
1 milliard $ |
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CGI joue un rôle déterminant à l’échelle mondiale
Alors que la tendance à l’hydrogène continue de prendre de l’ampleur, CGI joue un rôle de premier plan. CGI s’engage à accélérer la transition vers une économie de l’hydrogène en s’appuyant sur son expertise approfondie et reconnue du secteur de l’énergie, qui comprend la libéralisation des marchés de l’énergie, la gestion des énergies renouvelables, la gestion des données et les permis d’exploitation.
Nos spécialistes travaillent avec les principales organisations du secteur de l’énergie et des services publics pour faire valoir le rôle unique qu’elles peuvent jouer dans l’accélération de la décarbonation de notre planète :
- Soutenir les objectifs d’échange d’hydrogène vert fixés par les gouvernements
- Identifier les utilisateurs finaux dès le début du cycle de vie d’un projet, idéalement pendant la phase de faisabilité
- Envisager la production d’hydrogène vert à proximité des sites de demande
- Combiner la production et le stockage d’hydrogène vert avec des centrales éoliennes et solaires
- Développer un marché mondial de l’hydrogène pour favoriser la diversité des fournisseurs et la sécurité énergétique
Notre succès auprès des organisations qui tracent une nouvelle voie vers la production et l’utilisation de l’hydrogène comprend une initiative pour le contrôle de bout en bout de l’une des plus grandes usines d’hydrogène vert d’Europe. Iberdrola a choisi CGI pour mettre en œuvre une nouvelle solution essentielle qui permet de surveiller avec précision l’ensemble de son processus de production d’hydrogène. Les opérateurs disposent désormais des outils, des indicateurs et des alarmes nécessaires pour gérer l’ensemble du processus de fabrication, en intégrant les systèmes qui contrôlent la production d’énergie de la centrale photovoltaïque à la production et à l’approvisionnement en hydrogène de l’installation.
Un important opérateur européen de transport de gaz s’est tourné vers CGI pour intégrer l’hydrogène dans sa chaîne de valeur actuelle. La mise en place d’une plateforme commerciale d’échange de données était trop complexe pour être gérée à l’aide d’une feuille de calcul et trop coûteuse pour être intégrée directement dans le système informatique existant de l’entreprise. Grâce à notre plateforme intelligente d’échange de données CGI AgileDX-Hydrogen, nous avons développé conjointement une preuve de concept et la capacité de passer à l’échelle en seulement cinq semaines.
Cles experts de CGI travaillent actuellement avec des sidérurgistes suédois tournés vers l’avenir, qui mettent en œuvre de nouvelles initiatives et capacités en matière d’hydrogène afin d’optimiser la production d’acier propre. Les principaux constructeurs automobiles mondiaux qui développent de nouvelles stratégies importantes en matière d’hydrogène collaborent également avec CGI pour saisir de nouvelles occasions.
*En anglais.
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