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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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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 :
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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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Données économiques4. L’hydrogène vert en usage réseau
L’hydrogène, comme vecteur énergétique, se situe au centre d’un écosystème divers et complexe. Complexe en raison des multiples moyens de production, de la diversité des utilisations mais aussi en raison du caractère évolutif du contexte réglementaire, économique et technologique.
Le schéma de la figure 5 indique les quatre principaux domaines d’application de l’hydrogène vert en usage réseau :
-
chauffage : substitution du gaz naturel par l’hydrogène vert pour décarboner le chauffage des bâtiments ;
-
industrie : alimentation des processus industriels à haute température et production de chaleur renouvelable ;
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production d’électricité : utilisation de l’hydrogène vert dans les centrales électriques à gaz et les turbines à hydrogène ;
-
mobilité : recharge des véhicules à hydrogène.
Pour chacun de ces domaines d’application, voici les besoins en hydrogène sur réseau actuels et attendues en Europe, selon Hydrogen Europe :
-
industrie :
-
demande actuelle : 20-30 Mt (millions de tonnes) d’hydrogène par an, principalement pour le raffinage, la chimie et la production d’engrais,
-
potentiel à long terme : 50-100 Mt d’hydrogène par an, en substitution des combustibles fossiles et pour de nouveaux usages (décarbonation de la production d’acier, verrerie, etc.) ;
-
-
mobilité :
-
demande actuelle : très faible,
-
potentiel à long terme : 10-20 Mt d’hydrogène par an pour les véhicules légers, les poids lourds et les transports maritimes et aériens ;
-
-
résidentiel/tertiaire :
-
demande actuelle : négligeable,
-
potentiel à long terme : 5-10 Mt d’hydrogène par an pour le chauffage, l’alimentation électrique et le stockage d’énergie ;
-
-
total : potentiel à long terme : 70-130 Mt d’hydrogène par an pour l’ensemble des secteurs en Europe.
Toutefois ces estimations sont très approximatives et varient en fonction des scénarios de chaque pays. La répartition des besoins d’hydrogène par pays...
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L’hydrogène vert en usage réseau
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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2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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