Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
En vertu des objectifs de diminution des émissions de gaz à effet de serre, l’hydrogène est devenu un vecteur énergétique pertinent pour décarboner l’industrie, les transports, les réseaux de gaz et d’électricité. L’Union européenne, qui contribue largement au dynamisme économique de ce secteur, a établi une stratégie dans le cadre du Pacte vert (Green Deal) avec des objectifs pour 2030 et 2050, qui font appel aux énergies éolienne et solaire photovoltaïque. Des projets importants d’intérêt européen commun (PIIEC) sont lancés pour soutenir l’usage de l’hydrogène comme vecteur d’énergie. À l’échelle de la France, des objectifs stratégiques ambitieux, impliquant un investissement de 7 milliards d’euros pour 2030, sont consacrés à l’hydrogène.
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Under greenhouse gas emission reduction targets, hydrogen has become a relevant energy carrier for decarbonising industry, transport, gas and electricity networks. The European Union, a major contributor to the economic dynamism of this sector, has established a strategy with objectives for 2030 and 2050, anchored in the Green Deal and making extensive use of wind and solar photovoltaic energy. Important Projects of Common European Interest (IPCEIs) are being launched to support hydrogen used as an energy carrier. At the scale of France, ambitious strategic objectives, involving an investment of 7 billion euros for 2030, are dedicated to hydrogen.
Auteur(s)
-
Benjamin FRITZ : Ingénieur Recherche et Développement - Solar Performance, Institut de recherche en conception et fabrication IDF Université Polytechnique de Valence (UPV), Valence, Espagne
INTRODUCTION
L’hydrogène comme vecteur énergétique nécessite la mise en place d’un système complexe, du fait des multiples modes de production de l’hydrogène, de ses utilisations diverses tel quel ou après conversion en électricité, mais aussi en raison du contexte réglementaire, économique et technologique extrêmement dynamique.
Réfléchir à l’utilisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique n’est possible qu’en adoptant un point de vue global tant sur la production, le transport, le stockage, la consommation de chaleur que d’électricité. Comment structurer une telle réflexion ?
On distingue trois grands usages de l’hydrogène :
-
l’usage industriel ;
-
l’usage pour la mobilité ;
-
l’usage réseau (injection sur réseau de gaz et stockage électrique à grande ou petite échelle).
Évidemment, ces usages présentent des éléments communs, que l’on présentera donc en tout premier lieu : moyens de production d’hydrogène, moyens de transport et de stockage, données techniques concernant l’électrolyseur et la pile à combustible. Après avoir étudié chaque usage, nous synthétiserons les informations réglementaires, de dimensionnement et d’analyse économique en adoptant une vision d’ensemble. Sur la base de ces informations, nous verrons les évolutions anticipées, puis répondrons aux questions les plus courantes sur ce vecteur énergétique.
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KEYWORDS
hydrogen storage | renewable energies | electrolyzers | Power-to-Gas
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L’hydrogène vert en usage industriel1. L’hydrogène vert
L’hydrogène est un gaz invisible et inodore, premier élément du tableau périodique. C’est l’élément chimique le plus léger et le plus abondant sur Terre, présent dans l’eau et les hydrocarbures (charbon, pétrole, gaz naturel). Ce n’est pas une source d’énergie, mais un « vecteur énergétique » qui nécessite de l’énergie pour être produit avant d’être utilisé. La molécule de dihydrogène (H2) est constituée de deux atomes d’hydrogène, mais on parle communément d’hydrogène.
1.1 Vision à l’origine du développement massif de l’hydrogène vert
L’intermittence des énergies renouvelables rend difficile leur développement massif indépendamment de systèmes de stockage. La forte variabilité saisonnière du photovoltaïque entraîne le besoin, à grande échelle, d’un moyen de stockage intersaisonnier. Les batteries ne répondent pas à cette attente.
L’hydrogène est un candidat prometteur pour répondre à un tel besoin : l’électricité verte est convertie en hydrogène via un électrolyseur, puis cet hydrogène est stocké à l’échelle inter saisonnière et à grande échelle. L’hydrogène peut être stocké sous pression dans des réservoirs ou des bouteilles ou être injecté sur un réseau de gaz puis envoyé vers un stockage souterrain.
Outre son utilisation comme moyen de stockage de l’énergie afin de pouvoir absorber des pics de production allant de l’échelle journalière à saisonnière, l’hydrogène est aussi un vecteur aux usages multiples dans différents secteurs : industrie, mobilité, mais également chauffage, conversion en électricité, injection dans les réseaux gaziers. Malgré les coûts qu’il engendre actuellement et son faible rendement énergétique en stockage-déstockage d’électricité, l’hydrogène est ainsi perçu comme une façon pertinente de :
-
pallier l’intermittence d’un réseau exploitant des énergies renouvelables en apportant de la flexibilité et de la stabilité ;
-
venir en complément des batteries pour les sites isolés et à des fins d’autoconsommation ;
-
décarboner...
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L’hydrogène vert
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BARNES (A.), YAFIMAVA (K.) - La vision pour l’hydrogène de l’UE : opportunités et défis réglementaires. - Encyclopédie de l’Énergie.
-
(2) - MINISTÈRE DE LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE - Stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France - (2020).
-
(3) - Plan de déploiement de l’hydrogène pour la transition énergétique. - Paris (2020). http://www.ecologique-solidaire.gouv.fr
-
(4) - IEA - The Future of Hydrogen. - IEA 2024 Ministerial Meeting. https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
-
(5) - CORNET (A.) - Le stockage de l’hydrogène. - Eco Sources. https://www.ecosources.org/stockage-hydrogene
-
(6) - INERIS - Maîtrise...
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