Quels domaines d’application voyez-vous actuellement pour la matière première hydrogène ?
Tout d’abord, je voudrais décrire les propriétés de l’hydrogène, plus précisément comment fonctionne la production d’hydrogène. La séparation de l’hydrogène et de l’oxygène (H2O en H et O2) est appelée électrolyse. L’hydrogène obtenu peut ensuite être utilisé pour produire de l’électricité ou de la chaleur. Il y a aussi le processus inverse, qui entre par exemple en jeu dans les piles à combustible, à savoir la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène.
La production d’hydrogène est divisée en hydrogène vert, bleu et gris. Il existe déjà une très grande industrie de l’hydrogène, mais une grande partie est de l’hydrogène gris, où l’électrolyse est alimentée par des combustibles fossiles. L’énergie fossile est également nécessaire pour l’hydrogène bleu, mais ici les émissions de CO2 sont stockées sous terre (« carbon capture storage » ou « CCS ») ou autrement. Avec l’hydrogène vert, en revanche, l’énergie nécessaire à l’électrolyse provient de sources renouvelables.
D’un point de vue macroéconomique, il y a trois thèmes principaux : premièrement, la décarbonisation de la production d’acier, deuxièmement, la question du transport et de la circulation (c’est-à-dire les piles à combustible) et troisièmement, le stockage des énergies renouvelables. La décarbonisation de la production d’acier signifie que le processus de production d’acier est réduit d’un facteur de charbon. Dans la méthode traditionnelle, et toujours dominante, de fabrication de l’acier, le charbon, plus précisément le charbon à coke, est intensément chauffé avec le minerai de fer. Il n’existe pas encore d’alternative évolutive pour ce processus. D’un point de vue climatique, le problème est que le charbon à coke est associé à des émissions de CO2. Cependant, une tentative peut être faite pour récupérer cette émission de CO2 par le stockage de capture de carbone. De nombreuses aciéries testent déjà le procédé CCS, mais la technologie impliquée est relativement compliquée. Un procédé similaire était autrefois utilisé dans la production d’acier à partir d’acier recyclé, mais les fours électriques alimentés à l’hydrogène peuvent désormais être utilisés. Comme de plus en plus d’acier est recyclé, l’hydrogène deviendra de plus en plus important comme source d’énergie dans la production d’acier. Il est également important de surveiller la manière dont la politique de l’UE se comportera en matière d’échange de carbone. Par exemple, une entreprise qui transforme de l’acier recyclé mais produit également de l’acier neuf serait incitée par le commerce du carbone à produire plus d’acier recyclé au lieu d’acier ordinaire.
Les piles à combustible sont des dispositifs de chauffage qui utilisent le principe de l’électrolyse en sens inverse, comme déjà décrit. L’hydrogène précédemment obtenu est combiné à l’oxygène par “combustion à froid”. Ce processus génère de la chaleur et de l’énergie électrique.
En principe, les piles à combustible peuvent être utilisées dans divers secteurs de transport, par exemple dans les voitures, les camions, les chariots élévateurs, les navires et les avions. Dans deux de ces secteurs, la mise en œuvre de l’hydrogène comme source d’énergie est plus faisable que dans les autres. Ce sont les zones des camions et des chariots élévateurs. Les voitures à hydrogène émettent de l’eau comme seule émission et sont donc 100 % écologiques. En plus de l’énergie d’entraînement, de la chaleur est également produite, mais celle-ci est perdue dans la voiture. Dans d’autres domaines où les piles à combustible sont utilisées, la chaleur peut être utilisée en plus du chauffage. En effet, les voitures à hydrogène ne sont rien d’autre que des voitures électriques qui nécessitent un élément technique supplémentaire. Pour les modèles de véhicules plus petits tels que les voitures particulières, l’achat et l’entretien sont assez coûteux par rapport aux autres coûts et, par conséquent, les voitures à hydrogène ne peuvent actuellement pas concurrencer les voitures électriques pures. Si vous regardez l’ensemble de l’industrie automobile, c’est une voie alternative que la plupart des entreprises n’empruntent pas pour cette raison.
Cependant, il est incontesté que les voitures à hydrogène ont un temps de ravitaillement similaire à celui des voitures à essence et diesel. Les voitures électriques fonctionnent désormais mieux qu’au début en ce qui concerne le temps de charge, mais une voiture électrique a besoin d’un minimum de 30 minutes pour se recharger de 0% à 80% – dans le cas où les bornes de recharge fournissent un nombre élevé de kilowatts (120 Kwh ou plus) .
La situation est différente pour les camions, et on y investit donc beaucoup dans le développement. C’est un domaine lucratif et intéressant car tous les inconvénients de la technologie de l’hydrogène dans les voitures ont moins d’impact sur les camions en raison de leur taille. Bien qu’ils soient plus grands et plus chers, le poids du réservoir par rapport au volume total, par exemple, est moins gênant, de sorte que les coûts sont mieux répartis.
L’utilisation de chariots élévateurs à hydrogène peut également être une alternative intéressante, malgré le coût légèrement plus élevé. Les chariots élévateurs sont principalement utilisés dans la logistique, où chaque minute compte souvent. Un exemple serait la zone d’entrepôt chez Amazon, car tout doit se passer juste à temps là-bas. Une entreprise comme Amazon ne peut pas se permettre de passer une demi-heure ou une heure à recharger ses chariots élévateurs, donc les chariots élévateurs à hydrogène offrent ici un avantage distinct.
Les avions à hydrogène, en revanche, ne seraient adaptés à un usage quotidien que dans 20 ans. Bien qu’il existe déjà des avions à hydrogène, leur autonomie est limitée à 100-150 kilomètres. La technologie des piles à combustible dans les navires, en particulier les porte-conteneurs, en est à ses balbutiements, car le réservoir du navire, nécessaire à la propulsion, est si grand que le passage à l’hydrogène ne vaut pas la peine.
En fin de compte, les camions et les chariots élévateurs sont les domaines les plus importants pour le thème de l’hydrogène dans le secteur des transports.
Le stockage des énergies renouvelables est également un sujet important, comme en témoigne la production d’énergie éolienne et solaire dans le nord de l’Allemagne. Un problème avec ces sources d’énergie renouvelables est que la production et la consommation d’énergie ne vont souvent pas de pair en termes de temps. La production d’énergie solaire et éolienne dépend naturellement beaucoup de la météo. Un niveau élevé de production d’énergie dans des conditions météorologiques favorables avec une faible consommation simultanée peut entraîner la dissipation d’énergie sans qu’elle soit utilisée. Dans le passé, les fabricants étaient également payés pour cela via l’EEG (Loi sur les sources d’énergie renouvelables), puisque le paiement était garanti par l’État (pour le moment, cependant, les prix du marché de l’énergie injectée et consommée sont si élevés que ce mécanisme n’est plus utilisé pour le portage vient). Une meilleure alternative serait l’utilisation, c’est-à-dire le stockage de l’énergie non utilisée, qui peut ensuite être réinjectée en période de forte demande énergétique. L’hydrogène peut être envisagé pour ce processus en le produisant par électrolyse, puis en alimentant de grandes batteries industrielles via le processus de pile à combustible. Tesla et d’autres fabricants utilisent déjà ces batteries industrielles, qui sont situées dans des parcs dits de batteries. Par exemple, l’énergie inutilisée ou excédentaire est libérée de ces batteries vers le réseau électrique. L’application qui vient d’être décrite est certainement un vaste domaine d’application, mais il existe également d’autres domaines d’application traditionnels dans lesquels l’hydrogène peut être utilisé. Cependant, ceux-ci sont principalement situés dans l’industrie chimique.
A votre avis, quelle est la situation actuelle du marché pour le sujet tendance hydrogène ?
En fin de compte, c’est comme la poule et l’œuf, qui vient en premier. Dans les nouvelles industries, on parle toujours de la dynamique de l’offre et de la demande, ce qui est particulièrement important dans ce cas. Des secteurs tels que la technologie de l’hydrogène pour les camions ou le stockage des énergies renouvelables, qui pourraient tous deux générer une forte demande, doivent se développer et investir particulièrement fortement. En revanche, il doit être intéressant de produire de l’hydrogène, car les producteurs d’hydrogène doivent avoir une certaine certitude que les clients voudront acheter leur produit en grande quantité. Cette situation doit donc évoluer successivement, car ce domaine nécessite de gros investissements, mais ceux-ci ne peuvent être réalisés que si d’importants volumes de vente peuvent être envisagés. Assurer cette sécurité de planification est aussi la tâche du politique. Une telle constellation détermine finalement le prix de vente. Pour l’instant, celui-ci est encore très élevé, mais les économies d’échelle laissent entrevoir la possibilité que ce secteur devienne plus économique. Un autre domaine très important en ce qui concerne l’hydrogène est la quantité et le prix des métaux spéciaux nécessaires aux piles à combustible. Le platine vient en premier ici, mais d’autres métaux sont également recherchés à cette fin. C’est bien sûr une industrie que nous connaissons bien chez Baker Steel.
Hydrogène et ESG – comment s’articulent-ils ?
L’hydrogène et l’ESG (Gouvernance Sociale Environnementale) doivent avant tout être mis en relation avec la production. De l’hydrogène vert, bleu et gris est actuellement produit. La connaissance de cette classification est essentielle, surtout lorsqu’on considère l’état actuel. Il existe déjà une très grande industrie de l’hydrogène, mais une grande partie est constituée d’hydrogène gris. L’objectif est d’orienter la production actuelle de la filière hydrogène vers l’hydrogène vert, car celle-ci se rapproche le plus de la dimension ESG. En général, dans le processus de production d’électricité et de chaleur, il est avantageux que la production d’énergie renouvelable soit soutenue par l’hydrogène, car l’énergie hydrogène en combinaison avec les batteries qui viennent d’être décrites signifie qu’il n’y a pas de forte inquiétude que l’énergie renouvelable ne soit pas disponible lorsqu’elle est nécessaire. Si cette possibilité n’existe pas, la consommation d’énergie n’est pas précisément coordonnée avec la production. La génération se produit lorsque le vent souffle ou que le soleil brille. C’est un problème qui existe depuis le début des énergies renouvelables. Si le stockage peut atténuer ou résoudre ce problème, il y aura d’énormes progrès en termes d’ESG, car cela permettra à un pays de sortir complètement des combustibles fossiles et de l’énergie nucléaire, car l’énergie renouvelable peut être fournie quand elle est vraiment nécessaire.
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Sources des images : IPConcept