Des sites durables pour l'économie verte de l'hydrogène de demain
L'Atlas mondial de l'hydrogène indique les pays d'importation potentiels pour l'Allemagne
À long terme, l'Allemagne devra importer une grande partie de son hydrogène vert et de ses produits de synthèse à base d'hydrogène pour répondre à ses besoins futurs. Dans le cadre du projet "HYPAT", un consortium de scientifiques et de coopérants a créé un atlas mondial du potentiel de l'hydrogène qui identifie et analyse des sites durables pour l'économie de l'hydrogène vert de l'avenir. Pour la première fois, un aperçu complet des pays partenaires potentiels pour un développement coopératif avec l'Allemagne est présenté en détail, y compris les volumes d'échanges potentiels, les coûts de production et de transport pour 2030 et 2050.
Dans le cadre du projet, l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE) a principalement réalisé des analyses technico-économiques de sites potentiels pour la production d'hydrogène vert et l'exportation d'éventuels produits Power-to-X. L'équipe a réalisé une analyse détaillée des coûts tout au long de la chaîne de valeur pour les importations en provenance du Brésil, du Maroc, du Canada, de l'Ukraine et des Émirats arabes unis. Les chercheurs ont également pris en compte les besoins des pays partenaires, par exemple la couverture durable de leur propre demande énergétique, la réalisation de leurs objectifs climatiques et le respect de critères de durabilité spécifiques à l'économie de l'hydrogène.
Simulation des importations d'hydrogène en Allemagne
À l'aide de l'outil de simulation "H2ProSim", l'équipe a analysé l'importation de cinq produits Power-to-X (hydrogène liquide, ammoniac, transporteurs d'hydrogène organique liquide, méthanol et produits Fischer-Tropsch) par bateau. Si la production d'hydrogène proprement dite représente la part la plus importante des coûts (de deux tiers à trois quarts), la part de la synthèse, du stockage et du transport varie en fonction du produit et du volume de production.
En fonction du scénario de développement choisi, l'étude considère que les coûts d'importation sont de l'ordre de 3,50 à 6,50 euros par kilogramme d'hydrogène en 2030 et de 2 à 4,50 euros par kilogramme en 2050 (voir figure). En principe, la plupart des pays analysés peuvent réaliser des coûts à un niveau comparable.
La question de savoir si le transport par bateau ou par gazoduc est plus rentable doit être résolue individuellement pour chaque pays. Alors que le transport par bateau offre une plus grande flexibilité aux acteurs du marché, le transport par pipeline nécessite des partenariats stratégiques d'une part et des dépendances d'autre part, ce qui n'est pas idéal.
L'hydrogène liquide apparaît comme l'option la plus rentable pour importer de l'hydrogène pur par bateau à long terme, bien que cette technologie ne soit pas encore disponible sur le marché. Parmi les produits Power-to-X, l'ammoniac est le candidat le plus prometteur, suivi par le méthanol et les produits de la synthèse Fischer-Tropsch. Les auteurs de l'étude recommandent donc de promouvoir l'ammoniac, qui est le produit le plus facile et le moins cher à réaliser à court et à moyen terme. En outre, le développement des technologies de l'hydrogène liquide devrait être accéléré, car il s'agit potentiellement de l'option la plus attrayante sur le plan économique pour les importations d'hydrogène.
Effets positifs sur les pays exportateurs
En collaboration avec leurs partenaires de projet, les chercheurs du Fraunhofer ISE ont également examiné les aspects environnementaux, les critères de durabilité et les possibilités de développement social et économique pour les pays exportateurs, comme la création de valeur locale attendue, la création d'emplois et d'autres co-bénéfices. Par ailleurs, les pays exportateurs d'hydrogène bénéficient des échanges commerciaux, dans la mesure où les installations renouvelables nécessaires à la production d'hydrogène peuvent accélérer la transition énergétique et réduire les coûts de l'électricité. Toutefois, cet effet de synergie peut s'affaiblir si les volumes d'exportation augmentent, car cela peut épuiser le potentiel d'énergie renouvelable du pays exportateur et finalement entraîner une augmentation du prix de l'électricité. "Nous recommandons donc d'aborder les effets potentiels sur la transition énergétique locale avec les pays exportateurs à un stade précoce afin d'éviter des développements malencontreux pendant l'expansion de l'infrastructure. Pour certains pays, les limites supérieures des volumes d'exportation sont devenues claires et doivent être prises en compte", explique Ombeni Ranzmeyer, l'un des auteurs de l'étude du Fraunhofer ISE. Les pays capables d'agir rapidement pour défossiliser leur industrie et leur secteur énergétique devraient être privilégiés.
Approvisionnement durable en eau pour la production d'hydrogène
Pour produire un kilogramme d'hydrogène, les électrolyseurs ont actuellement besoin de 15 à 20 kilogrammes d'eau douce, y compris les pertes et le refroidissement. De l'eau est également nécessaire pour produire de l'électricité, bien qu'en quantité beaucoup plus faible - soit comme liquide de refroidissement, soit pour nettoyer les systèmes photovoltaïques - et, selon le produit, pour le processus de synthèse. Dans les régions où les réserves d'eau douce sont faibles, des alternatives telles que le dessalement de l'eau de mer ou les pipelines doivent être incluses dans la planification des projets d'hydrogène durable. Dans le cadre du projet HYPAT, l'équipe du Fraunhofer ISE a analysé les coûts de l'eau pour des sites Power-to-X potentiels au Maroc, en combinant des données géographiques avec les coûts des technologies de traitement de l'eau et des pipelines. L'étude montre qu'une taille minimale du projet d'électrolyseur doit être atteinte pour assurer l'efficacité économique de l'approvisionnement et du transport de l'eau, qui varie en fonction de la région. Pour le Maroc, les coûts d'investissement pour l'approvisionnement en eau se situent entre 0,012 et 0,245 euros par kilogramme d'hydrogène produit. Ces coûts sont très faibles par rapport aux autres coûts du système, par exemple pour l'électrolyse. "Avec cette étude, nous avons pu créer un cadre équilibré pour l'évaluation des coûts de l'eau pour l'électrolyse et les modèles de production de PtX, qui inclut les aspects de durabilité pour tous les secteurs qui dépendent de la précieuse ressource qu'est l'eau", déclare Friedrich Mendler, auteur de l'étude.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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