Ce que vous devez encore savoir sur l'hydrogène vert

Dans l'article précédent, certaines questions récurrentes sur l'hydrogène vert, sujet du programme Expand de Mitsidi, ont été répondues, disponibles sur le lien YouTube.

Ci-dessous, nous continuons en apportant plus de réponses à d'autres questions pertinentes sur le sujet.

Quels sont les obstacles financiers à l'hydrogène vert ?

Actuellement, la plus grande production d'hydrogène est grise (à partir du gaz naturel), utilisée dans les industries pétrochimiques et, pour que l'hydrogène vert soit compétitif, il doit atteindre une valeur proche de grise, c'est-à-dire de l'ordre de 2 dollars par kg/H2. Français Dans ce contexte, aujourd'hui, le Brésil peut produire de l'hydrogène vert pour 4 à 3,8 dollars par kg/H2 et les projections futures sont prometteuses, soulignant le pays comme l'un des principaux exportateurs d'H2 dans les années à venir, atteignant moins de 1 dollar par kilo avant 2050, selon un rapport de Bloomberg NEF (Hydrogen Economy Outlook).

Quelles sont les principales politiques et stratégies nationales qui abordent le sujet ?

Concernant les stratégies nationales, il existe quelques références telles que le PNE 2050, qui mentionne l'hydrogène comme un vecteur énergétique stratégique qui doit être encouragé pour la décarbonation dans les années à venir. Il existe également la publication de l'EPE « Bases pour la consolidation de la stratégie brésilienne de l'hydrogène », publiée en février 2021, qui présente le panorama de l'hydrogène, ainsi que les possibilités technologiques, les considérations de coût et les défis du secteur. Français Le Programme National Hydrogène a également été créé en juillet 2021 par le MME, en coopération avec le MCTI et le MDR, avec le soutien technique de l'EPE, qui fournit des lignes directrices pour la mise en place d'un premier programme au Brésil, qui établit 6 axes thématiques.

Récemment, un projet de loi a également émergé, le PL 725/2022, qui prévoit l'insertion de l'hydrogène comme source d'énergie nationale et des dispositions visant à encourager l'utilisation d'hydrogène durable (produit à partir de sources solaires, éoliennes, de biomasse, de biogaz et hydrauliques). Français Plus d'informations peuvent être obtenues sur le lien.

Quelles sont les principales initiatives au Brésil pour la production et l'utilisation de l'hydrogène vert ?

Le Brésil est l'un des leaders en R&D&I en H2 en ALC, avec plusieurs centres de recherche tels que le Laboratoire d'hydrogène (LabH2) de COPPE-UFRJ, le Laboratoire d'hydrogène (LH2) d'UNICAMP, le Centre de recherche sur l'hydrogène (NUPHI) du Parc technologique d'Itaipu (PTI), créé par un accord signé entre Itaipu Binacional et Eletrobras, et enfin le Groupe d'études du secteur électrique (GESEL) de l'Institut d'économie de l'UFRJ.

En ce sens, dans le secteur public, les investissements dans les projets prédominent (68 %), en utilisant principalement les ressources du programme de R&D de l'ANEEL. Voici quelques exemples de ces appels publics :

• Appelée « Mission stratégique pour l'hydrogène vert », objet du partenariat entre le SENAI et CTG Brasil (l'un des leaders de la production d'énergie propre dans le pays), le plus grand appel du pays à ce jour axé sur l'hydrogène vert, l'action vise des solutions en matière d'énergie propre en mettant l'accent sur la production, le stockage, la distribution et les nouvelles sources, mais aussi dans d'autres domaines qui font partie de la chaîne de l'hydrogène, tels que la mobilité, l'industrie et l'agriculture.

Source : CTGBrasil

• Appel stratégique de recherche et développement de l’ANEEL « Développement de solutions de mobilité électrique efficaces » (2018) : recherche de projets présentant des solutions pour la mobilité électrique, telles que des modèles commerciaux, des équipements, des technologies, des services, des systèmes et des infrastructures pour soutenir le développement et l’exploitation de véhicules électriques ou hybrides rechargeables, de batteries ou de cellules complémentaires, y compris l’hydrogène (ANEEL, 2019).
• Appel stratégique de recherche et développement de l’ANEEL « Dispositions techniques et commerciales pour l’insertion de systèmes de stockage d’énergie dans le secteur électrique brésilien » (2016).

Source : Abragel (Association brésilienne pour la production d’énergie propre)

• Cet appel à projets se distingue particulièrement :
• Projet Hydrogène Furnas Centrais Elétricas S/A : Développement de synergies entre sources hydroélectriques et solaires avec stockage d’énergie saisonnier et intermittent dans des systèmes hydrogène et électrochimiques – SHSBH2. Son concept principal est le développement d’un système composé de plusieurs technologies de production et de cogénération d’énergie, notamment l’énergie solaire photovoltaïque avec l’installation de panneaux dans les environs et dans le réservoir, le stockage d’énergie via l’hydrogène et les interactions avec le secteur de la mobilité électrique. Il pourrait également inclure des applications énergétiques hors hydrogène issues du processus d’électrolyse. (FURNAS, 2021)

Source : Eletrobras Furnas

• Projet de stockage d'énergie CESP : un complexe d'énergies renouvelables alternatives (centrales solaires et éoliennes et systèmes de stockage d'énergie) est en cours de développement à la centrale hydroélectrique Engenheiro Sergio Mota/Porto Primavera (UHE), qui fait partie des projets de recherche, développement et innovation (RD&I) de l'entreprise. L'objectif est de convertir l'excédent d'énergie produit par les sources hydroélectriques et solaires en hydrogène vert grâce au processus d'électrolyse. L'hydrogène est stocké dans des réservoirs pour une utilisation ultérieure pendant les périodes sèches et les heures de pointe.
• Projet d'unité pilote d'hydrogène à la centrale hydroélectrique d'Itaipu Binacional : Grâce à un partenariat entre Itaipu Binacional, Eletrobras et la Fondation du parc technologique d'Itaipu (FPTI) et avec le soutien du Centre national de référence pour l'énergie hydrogène (CENEH) d'Unicamp, le complexe de la centrale hydroélectrique d'Itaipu a commencé à fonctionner fin 2014, parallèlement à l'exploitation de sa centrale expérimentale d'hydrogène. Français L'objectif principal du projet est d'utiliser l'énergie qui n'est plus générée par l'excès d'eau du réservoir pour alimenter une grande usine de production d'hydrogène.
• Projet H2 : Développement d'une plateforme d'analyse technique, économique et environnementale pour l'observation de la production, du stockage, du transport et de l'utilisation finale de l'hydrogène, dont l'objectif principal est de développer une plateforme d'évaluation des prévisions techniques, environnementales et économiques de la production, du stockage, du transport et de l'utilisation finale de l'hydrogène bleu et vert. Le promoteur du projet était Guascor do Brasil Ltda.48, une société du groupe Siemens Ltda. et les responsables de l'exécution sont le Groupe d'études du secteur électrique (GESEL) de l'Institut d'économie de l'Université fédérale de Rio de Janeiro (IE/UFRJ) et l'Institut de l'énergie (IEPUC) de l'Université pontificale catholique de Rio de Janeiro.

Outre l'utilisation de ressources nationales, plusieurs projets sont financés par des investissements externes, tels que :

• La construction du Centre de production et de recherche sur l'hydrogène vert (CPPHV) à l'UNIFEI avec des ressources de la GIZ prévoit de faire de l'université un pionnier dans le développement des technologies de production d'hydrogène.
• Usine pilote de production de carburant d'aviation durable (SAF) : la GIZ et le Centre international des énergies renouvelables (CIBiogás) ont conclu un partenariat en avril 2022 pour la construction d'une usine de production de SAF à partir de biogaz et d'hydrogène vert à Foz do Iguaçu, PR, provenant de la biomasse du secteur agricole.

Quels sont les défis pour l'utilisation de l'hydrogène vert De l'hydrogène à grande échelle ?

Bien que l'hydrogène soit considéré comme une alternative énergétique possible depuis les années 1970, son utilisation s'est concentrée sur des applications très spécifiques, comme le raffinage du pétrole ou la production d'ammoniac. Cependant, ce scénario a changé en raison de la baisse du coût de production de l'hydrogène vert, car l'énergie issue de sources renouvelables est devenue moins chère et l'évolution de la technologie des électrolyseurs a considérablement progressé.

De plus, les nations s'efforcent activement d'atteindre les objectifs fixés par l'Accord de Paris, et il est prévu que seul l'hydrogène vert permettra la décarbonation de certains secteurs, connus comme étant de grands pollueurs, comme la sidérurgie et la production d'engrais.

Cependant, malgré la baisse des coûts ces dernières années, le prix reste un défi pour cette technologie, car, actuellement, l'hydrogène vert est 2 à 3 fois plus cher que l'hydrogène bleu, qui est lui-même plus cher que l'hydrogène gris en raison du processus supplémentaire de capture du carbone. Toutefois, on s’attend à ce que, d’ici 2030, les prix de l’hydrogène vert deviennent compétitifs par rapport aux autres types d’hydrogène.

Source (Coppe/UFRJ)

Par conséquent, les risques liés à la volatilité et à l'inflammabilité de l'hydrogène dans le processus de distribution et de stockage de l'H2 étant des facteurs importants, des solutions sont en cours de développement pour sécuriser ce processus, comme la liquéfaction du gaz, sa dilution dans le gaz naturel ou son agrégation en ammoniac. Cependant, cela implique une augmentation du prix en raison des étapes supplémentaires créées. Pour y remédier, des fiches d'évaluation des risques complètes seront prises en compte, comme la figure ci-dessous tirée de Mapfre Global Risk.

Source : Inerco

Par ailleurs, il est nécessaire de réfléchir à des enjeux qui vont au-delà des aspects techniques, comme par exemple garantir que l’eau utilisée pour la production d’hydrogène vert n’interfère pas avec l’approvisionnement d’une population proche de l’usine de production. Ou encore, rendre la transition vers la technologie de l’hydrogène viable de manière juste et équilibrée, sans générer de coût empêchant une population à faible revenu de participer à cette transition énergétique.

À titre d’exemple de ce problème social, un modèle de location de camion à hydrogène a été présenté aux États-Unis, dont le coût se situe entre 5 000 et 7 000 USD par mois (selon les informations). Si nous essayons d'extrapoler un modèle similaire pour le Brésil, en effectuant uniquement une conversion monétaire et sans tenir compte de la différence d'indicateurs économiques entre les pays, ce qui augmenterait les coûts au Brésil, et en considérant une valeur de fret comprise entre 0,99 et 1,09 R$/essieu/km (conforme informação), il est possible d'estimer qu'il faut 7,5 jours pour 11,5 jours, sachant que le chauffeur routier travaillera 11,5 heures par jour, et de 10,75 jours à 16,5 jours avec 8 heures de travail par jour, soit 25 à 73 % du temps de travail mensuel (selon que l'on considère 22 ou 30 jours de travail par mois) pour financer le leasing. Ce coût est élevé pour un secteur considéré comme crucial dans l'utilisation de l'hydrogène.

Par conséquent, la réussite de l'utilisation de l'hydrogène dans la transition énergétique se heurte à plusieurs défis, des défis techniques aux défis sociaux, qu'il est essentiel de comprendre et de résoudre. Il est important de comprendre le rôle de l'hydrogène dans la transition énergétique vers une matrice neutre en carbone et ainsi de déterminer les défis à résoudre en priorité et la meilleure voie à suivre pour l'avenir de cette technologie.