Plus d'informations sur l'hydrogène

Les stations d'hydrogène apparaissent partout en Europe (voir notre carte) et continueront à atteindre l'objectif d'en avoir une tous les 150 km. Mais comment fonctionne exactement une station d'hydrogène ? Aujourd'hui, je m'entretiens avec Simon Keusching, responsable mondial des grands comptes pour Dover Fueling Solutions® (DFS), qui se concentre sur les solutions hydrogène. DFS a plus de 130 ans d'expérience dans le secteur des carburants et du commerce de proximité et a officiellement lancé le distributeur d'hydrogène DFS en 2022.

‍

Claire : Quelle est la spécificité de la construction d'une station d'hydrogène ?

Pour expliquer son caractère innovant, j'aime le comparer aux stations diesel. Il y a évidemment des règles de sécurité à respecter dans les deux cas, mais le processus est assez simple.

Pour l'hydrogène, c'est très différent, car il y a une installation complète de traitement de l'hydrogène dans la station, qui regroupe un grand nombre de composants techniques.

‍

Claire : Pourriez-vous détailler le processus de l'hydrogène qui se déroule dans la station ?

Il y a cinq composantes principales agrégées :

- Le panneau de déchargement: il transporte l'hydrogène de la remorque porte-tubes au compresseur.

- Le compresseur: lorsque vous commencez à charger, au début, vous avez beaucoup de pression dans la remorque à tubes (350 bars). Mais au fur et à mesure que la remorque se vide, la pression diminue également. Le compresseur fonctionne alors pour augmenter la pression de l'hydrogène. Le compresseur augmente également la pression jusqu'à 450 bars afin que davantage d'hydrogène puisse être stocké dans la station et que le remplissage puisse se faire plus rapidement. Pour les poids lourds, le réservoir doit être rempli à 350 bars et à 700 bars pour les voitures particulières.

- Le tampon: nous devons stocker de l'hydrogène à haute pression dans la station pour nous assurer qu'il est disponible à tout moment à la bonne pression et pour stocker davantage d'hydrogène.

- Le système de refroidissement: lorsque nous chargeons un véhicule en hydrogène et que la charge est rapide, le véhicule chauffe beaucoup et cela peut être dangereux : nous devons donc refroidir l'hydrogène avant. Il est possible de le faire sans refroidissement, mais cela prendrait plus de temps.

- Le distributeur et la buse: cette partie est responsable de la régulation de la pression, de la température, du débit et de la quantité "livrée" dans la voiture.

Il semble complexe à l'intérieur, mais pour l'utilisateur, l'expérience est très similaire : très rapide !

‍

Claire : Nous voyons beaucoup de nouvelles solutions énergétiques pour les véhicules, et il est parfois difficile de savoir laquelle choisir. Quelle est votre opinion à ce sujet ?

En effet, il existe actuellement de nombreux carburants alternatifs. Par exemple :

- Gaz, GNC, GPL, GNL. Il s'agit toujours de combustibles fossiles qui brûlent dans le moteur. Ils réduisent les émissions d'environ 30 %.

- Le biogaz. Il s'agit également d'une solution que nous pouvons liquéfier et utiliser dans la même infrastructure que le GNL. La transformation des déchets en gaz est également une solution intéressante, mais elle émet toujours du CO2 lorsque le véhicule roule.

Pour moi, les principales solutions pour l'avenir sont les suivantes :

- Hydrogène vert: pour les poids lourds, les véhicules roulant beaucoup, etc.

- L'électricité décarbonée: pour les voitures légères.

- Des biocarburants produits avec de l'hydrogène vert pour des solutions encore plus performantes.

L'hydrogène n'en est qu'à ses débuts, quels sont les prochains obstacles à franchir ?

L'objectif est de normaliser l'équipement et la production de masse de chaque composant. Presque tous les acteurs de la chaîne de valeur de l'hydrogène doivent se développer dans les années à venir. La demande est là, mais nous devons disposer des bonnes personnes, des bons composants et nous en avons besoin rapidement.

Les points positifs sont que de nombreux investissements privés et publics ont été réalisés, ET maintenant, il semble que tout le monde commence à s'aligner sur une grande ambition pour l'hydrogène.

‍

Vous voulez en savoir plus sur l'hydrogène chez Dover Fueling solutions ? Découvrez les épisodes de leur podcast :

• Vive l'hydrogène !
• Discuter de la décarbonisation : Partie 1
• Discuter de la décarbonisation : Partie 2

‍

Explorez l'aube de l'écosystème de l'hydrogène, où le potentiel latent de l'hydrogène s'entrecroise avec la durabilité, remodelant ainsi notre paysage énergétique. Plongez dans ses composantes - production, stockage, transport et applications - qui tissent ensemble une tapisserie de solutions énergétiques propres et efficaces. Découvrez comment l'hydrogène renouvelable joue un rôle central dans cet écosystème, ainsi que les parties prenantes, les défis et les opportunités qui définissent son évolution. Soyez témoins des tendances émergentes et envisagez un avenir où l'écosystème de l'hydrogène nous propulse vers un monde plus durable, faisant écho à la danse harmonieuse de la nature.

‍

L'aube de l'écosystème de l'hydrogène

L'écosystème de l'hydrogène est sur le point de redéfinir le paradigme énergétique, en introduisant une vague de changement qui favorise la durabilité. En exploitant le potentiel latent de l'hydrogène, nous entrons dans un monde où les énergies renouvelables dominent la scène.

‍

Les constituants du paysage de l'hydrogène

Le paysage de l'hydrogène, comme tout écosystème prospère, est caractérisé par de multiples éléments clés : la production, le stockage, le transport et l'application. Chaque segment joue un rôle essentiel dans le bon fonctionnement de l'écosystème énergétique basé sur l'hydrogène.

‍

Production d'hydrogène : Le tremplin de l'écosystème de l'industrie de l'hydrogène

Dans l'écosystème de l'industrie de l'hydrogène, tout commence par la production. L'électrolyse et le reformage à la vapeur sont les deux méthodes les plus courantes de production d'hydrogène. La première, lorsqu'elle est alimentée par des sources renouvelables, constitue un moyen écologique de produire de l'hydrogène.

‍

Stockage et transport : L'épine dorsale de l'environnement de l'hydrogène

Le stockage et le transport présentent des défis et des opportunités uniques dans l'environnement de l'hydrogène. Des solutions innovantes telles que les réservoirs pressurisés, le stockage de l'hydrogène liquide et les systèmes à hydrure métallique s'attaquent à ces complexités et garantissent une manipulation sûre et efficace de l'hydrogène.

‍

Applications : La filière hydrogène à l'œuvre

Le secteur de l'hydrogène prend vie dans ses applications - des piles à combustible qui alimentent les véhicules à l'hydrogène vert qui alimente les centrales électriques. Au fur et à mesure que la technologie progresse, nous voyons l'hydrogène s'infiltrer dans diverses industries, stimulant la croissance et la durabilité.

‍

Le rôle de l'hydrogène renouvelable dans l'écosystème H2

L'hydrogène renouvelable apparaît comme un acteur majeur de l'écosystème H2, offrant une source d'énergie durable qui limite les émissions et réduit l'empreinte carbone. De la production d'électricité verte au ravitaillement des systèmes de transport, il fait des vagues dans le paysage de l'hydrogène.

‍

Les parties prenantes : Façonner l'écosystème de l'hydrogène

Les parties prenantes - des gouvernements et des décideurs politiques aux entreprises énergétiques et aux utilisateurs finaux - forment le tissu de l'écosystème de l'hydrogène. Leurs décisions, réglementations et actions influencent l'évolution et la maturation de ce paysage dynamique.

‍

Défis et opportunités dans le paysage de l'hydrogène

Si l'écosystème de l'industrie de l'hydrogène est plein de promesses, il n'est pas exempt d'obstacles : besoins en infrastructures, coûts de production et problèmes de sécurité, pour n'en citer que quelques-uns. Pourtant, chaque défi offre des possibilités d'innovation, ce qui pousse l'écosystème vers la résilience et la croissance.

‍

Tendances émergentes dans l'environnement de l'hydrogène

L'évolution de l'environnement de l'hydrogène fait apparaître de nouvelles tendances. De l'hydrogène bleu qui prend de l'ampleur aux progrès de la technologie des piles à combustible, ces tendances dessinent les contours du secteur de l'hydrogène et ouvrent la voie à un avenir durable.

‍

L'avenir de la filière hydrogène

L'avenir du secteur de l'hydrogène, étayé par l'évolution de l'écosystème H2, est prometteur. À mesure que la technologie de l'hydrogène renouvelable progresse et que la sensibilisation augmente, l'écosystème de l'hydrogène est appelé à s'étendre, permettant ainsi un monde plus durable.

‍

Conclusion

L'écosystème de l'hydrogène représente une frontière passionnante dans le domaine des énergies renouvelables. En explorant ses nuances, ses défis et ses opportunités, nous sommes à l'aube d'une ère qui marie les besoins énergétiques et la responsabilité environnementale, le tout alimenté par l'humble atome d'hydrogène.

‍

Lorsque l'on parle d'hydrogène, les acteurs publics ont un rôle central à jouer pour impulser et soutenir le processus. Nous en parlons aujourd'hui avec Amaury Vaussanvin, cofondateur de Synops Conseil, qui aide les collectivités à entamer leur transition énergétique.

Lhyfe Heroes : " Vous conseillez les collectivités sur la décarbonisation de la mobilité. Peut-on dire que l'hydrogène est automatique ? Est-ce encore la bonne solution ? "

Amaury : « Non, ce n'est pas si simple. Il y a actuellement trois alternatives valables avec des avantages et des inconvénients :

1. Le bio-méthane :

-Avantages : il a un bon bilan carbone global.

-Inconvénients : il reste un combustible fossile, qui émet des gaz à effet de serre. On considère que ces gaz ont été évités en amont et donc que l'empreinte globale est plus faible. Mais il faut savoir qu'un véhicule fonctionnant au biométhane rejette toujours localement les mêmes particules et émissions qu'un véhicule thermique. De plus, il ne sera pas possible de produire massivement du biométhane car il faudrait transformer des terres agricoles pour produire ce carburant. Et même si c'était le cas, la France ne dispose pas d'assez de terres pour absorber toute la production nécessaire.

2.électrique :

-Avantages : il n'y a pas d'émissions polluantes lorsque le véhicule est en mouvement, ce qui correspond bien à la demande des zones urbaines.

-Inconvénients : actuellement l'électrique ne répond pas à un usage intensif ou lourd, c'est plutôt une excellente alternative pour un usage léger, pour les citadins. De plus, il y a un problème d'infrastructure avec l'électricité : elle n'est pas suffisante pour tous ces petits usages. Il faut multiplier les bornes de recharge et on n'est pas capable de le faire partout. Enfin, il ne faut pas négliger la complexité du recyclage des batteries qui utilisent des terres rares.

3. l'hydrogène renouvelable :

-Avantages : l'hydrogène, par son intensité énergétique, prend le relais de l'électricité pour les usages lourds et intensifs, comme les camions de 44 tonnes, les transports en commun ou qui nécessitent de la puissance, comme les tracteurs par exemple. Ce qui est également intéressant par rapport à l'électrique, c'est le temps de charge très court et l'autonomie qui, au-delà du confort du conducteur, ont un impact intéressant sur la conception de l'infrastructure d'une ville. Du point de vue de l'infrastructure, ce qui est intéressant, c'est que l'hydrogène permet de construire des écosystèmes locaux : on produit et on consomme sur le même territoire, ce qui est un changement majeur dans notre paradigme énergétique.

-Inconvénients : pour faire de l'hydrogène, il faut de l'électricité et donc le rendement global est un peu moins bon que celui de l'électricité. Et, à ce jour, les technologies en sont encore à leurs balbutiements donc il y a une complexité dans l'exploitation de ces véhicules ou stations, mais c'est normal, c'était aussi le cas avec les véhicules électriques.

‍

L.H. : " Vous parlez des écosystèmes hydrogène : pouvez-vous nous décrire leur fonctionnement ? "

R : Un écosystème est, sur un territoire donné, l'addition de :

- D'une usine de production d'hydrogène renouvelable

- Une station de distribution semi-centralisée

- Des utilisateurs finaux d'hydrogène

Au-delà de la conception locale du système, il y a un changement très intéressant dans le paradigme énergétique : nous produisons ce dont nous avons besoin. On raisonne en rationalisant l'énergie et on renonce à s'interroger sur nos usages ; c'est en totale opposition avec le système d'abondance actuel et cela pose la question de la sobriété.

‍

L.H. : " Comment gérer la sobriété dans les transports ? "

R : Nous n'en avons pas parlé dans les solutions précédentes, mais la sobriété reste le meilleur moyen de réduire le CO2 émis. Et nous y serons contraints car nous ne pourrons pas remplacer tous les véhicules thermiques par des véhicules propres. Pour encourager la sobriété, les villes peuvent prendre des mesures concrètes :

- Redonner une place importante à la mobilité active avec plus de pistes cyclables, plus de zones piétonnes. Aujourd'hui, nos villes ont été conçues pour la voiture. Les zones résidentielles sont éloignées des zones d'activités commerciales et tertiaires, ce qui ne favorise pas toujours cette mobilité.

- Il faut proposer des réseaux de transports publics responsables et denses. Il existe aujourd'hui deux stratégies intéressantes :

o les réseaux gratuits pour encourager l'utilisation des transports publics

o Les réseaux qui continuent à payer pour financer la transition de leurs véhicules.

- Mettre en place des contraintes réglementaires, telles que les zones à faibles émissions. Si elles partent d'une bonne attention, ces contraintes peuvent exclure certains de la transition énergétique.Aujourd'hui, malheureusement, tout le monde n'a pas les moyens de faire cette transition et il faut accompagner au maximum plutôt que d'imposer la transition en la laissant de côté.

‍

L.H. : " Avez-vous des idées pour rendre abordable la transition vers une mobilité décarbonée ? "

R : Aider à l'achat de véhicules, consolider les usages et la distribution sur un territoire donné et surtout faire en sorte que les collectivités locales pilotent la démarche. En commandant quelques bus, quelques bennes à ordures ménagères à hydrogène, elles peuvent lancer un écosystème qui profitera ensuite aux petits acteurs économiques locaux et même à M.Tout-le-monde.

‍

L.H. : " Et puis, qu'est-ce qui empêche les collectivités de le faire ? "

A : Il y a des freins financiers, ça demande des investissements importants qui ne sont pas faciles par les temps qui courent... et puis ça demande des compétences techniques et technologiques qui ne sont pas encore très répandues dans les institutions.

‍

L.H. : " Dans un monde parfait, comment faire avancer la transition énergétique plus rapidement ? "

A : Je trouve intéressant de faire le lien entre le public et le privé. Du côté public, il y a ce temps long, ces décisions stratégiques... et du côté privé, il y a une capacité d'investissement et d'innovation technologique qui va permettre d'y arriver, j'en suis sûr !

‍

L.H. : " Enfin, quelle innovation dans le domaine de l'hydrogène vous plaît et vous donne de l'espoir ? "

A : « Le retrofit ! Je le trouve génial et il permet de passer de véhicules thermiques à l'hydrogène pour des usages très différents, pas forcément urbains comme les tracteurs agricoles par exemple.

‍

‍

photo : guilherme-stecanella

Alors que les émissions globales de gaz à effet de serre diminuent dans l'UE, les émissions de CO2 des véhicules lourds augmentent chaque année depuis 2014, ne diminuant qu'en 2020 pendant la pandémie. L'amélioration de l'efficacité énergétique des camions, rendue possible par l'émergence de nouveaux carburants et de nouvelles technologies, ne suffit pas à compenser l'augmentation des émissions due à la demande croissante de transport de marchandises.

‍

Les chiffres que nous aimerions voir changer

- Les camions sont responsables d'environ 5 % des émissions mondiales de CO2, soit 1,8 milliard de tonnes (1).

- Au total, 99 % du parc de véhicules lourds de l'UE (camions, autobus et autocars) sont actuellement équipés d'un moteur à combustion (2).

‍

Quelles mesures au niveau européen ?

Le 14 février, la Commission européenne a augmenté les taux de décarbonisation imposés aux constructeurs de camions : Les émissions de CO2 devront être réduites de 45 % en 2030 par rapport à 2019, de 65 % en 2045 puis de 90 % en 2040. Ces nouvelles normes impliquent non seulement une intensification du développement de nouvelles technologies zéro émission, mais aussi le déploiement d'infrastructures adéquates pour la recharge et le ravitaillement.

‍

Les camions passent au vert !

Les innovations se concentrent principalement sur le développement de camions électriques et à hydrogène (via des piles à combustible ou des moteurs à combustion d'hydrogène).

- De nombreux constructeurs (Tesla, Renault, Volvo, Iveco...) se lancent sur le marché des camions électriques, qui présentent l'avantage de fonctionner sans émissions directes de CO2 et de réduire considérablement les nuisances sonores et olfactives. Cependant, leur empreinte environnementale sur l'ensemble du cycle de vie est encore débattue.

- L'hydrogène attire particulièrement les constructeurs de camions en raison de sa capacité à offrir des solutions avec une plus grande autonomie et des temps de charge plus courts que les versions électriques. Avec son camion à pile à combustible, Hylico a fait sensation lors de la dernière édition du salon Hyvolution, début février. La start-up française prévoit de faire rouler le poids lourd avec un carburant à carbone négatif issu de la thermolyse de la biomasse. Autre exemple, en décembre dernier, le camion de 40 tonnes « GOH ! », fonctionnant à l'hydrogène vert, a sillonné les routes suisses.

‍

(1) Source IEA, 2021.

(2) Source CITEPA, 2023.

‍

‍

Le transport aérien est la deuxième source d'émissions de CO2 dans les transports après le transport routier. En effet, en l'espace de 30 ans, les progrès techniques ont permis au secteur de réduire de moitié les émissions par passager et par kilomètre. Cependant, cela ne suffit pas à contrebalancer l'augmentation des émissions due à l'accroissement du trafic aérien.

‍

Les chiffres que nous aimerions voir évoluer

- Le transport aérien émet près de 2 % des émissions mondiales de CO2 (1), soit entre 600 et 700 millions de tonnes par an selon les sources, pour un moyen de transport qui ne concerne que 10 % de la population mondiale.

- Il contribue à hauteur de 4,9 % au réchauffement climatique (1).

‍

‍

Quelles mesures aux niveaux européen et mondial ?

Depuis 2012, l'Union européenne réglemente les vols intra-EEE (Espace économique européen) par le biais de son système d'échange de quotas d'émission de gaz à effet de serre (SCEQE).

Elle exige également qu'une partie des carburants aéronautiques durables (SAF) soit incorporée dans l'approvisionnement global en kérosène, avec une augmentation progressive de 2 % en 2025 à 63 % en 2050.

Au niveau mondial, l'UE collabore avec l'OACI (Organisation de l'aviation civile internationale) pour mettre en œuvre le CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation), une mesure qui encourage les compagnies aériennes à compenser leurs émissions en finançant des projets écologiques. Basé sur une participation volontaire pendant une période pilote de six ans, il deviendra obligatoire pour toutes les compagnies aériennes en 2027.

‍

Le transport aérien passe au vert !

- Les biocarburants et e-carburants, regroupés sous le label SAFs, peuvent être une alternative au kérosène, mais leur coût, 2 à 5 fois supérieur à celui du kérosène, freine leur adoption. Autre point important, l'empreinte carbone diffère sensiblement d'un biocarburant à l'autre, se rapprochant dans certains cas de celle du kérosène.

- Au-delà de la réduction à zéro des émissions directes, les avions électriques offrent de nombreux autres avantages, tels qu'une grande fiabilité et de très faibles émissions sonores. Cependant, la capacité et le poids des batteries limitent le développement de ces appareils à des vols de courte durée avec peu de passagers. La société suédoise Heart Aerospace travaille actuellement au développement de l'ES-30. Cet avion de transport régional, dont la mise en service est prévue pour 2028, pourra accueillir jusqu'à 30 passagers, avec une autonomie de 200 km en mode électrique et de 400 km en mode hybride.

- D'ici 2035, Airbus vise à lancer le premier avion à hydrogène « ZEROe ». Avant le lancement de cet appareil, de nombreux défis techniques doivent être relevés, notamment en ce qui concerne le stockage et l'acheminement du carburant, la nécessité de disposer de réservoirs cryogéniques légers et rentables, et la conception de l'avion lui-même.

‍

Lien utile : Calculez la quantité de CO2 émise pendant votre vol

https://www.icao.int/environmental-protection/CarbonOffset/Pages/default.aspx

‍

(1) Perlman, K. (2018). Contribution of the Global Aviation Sector to Achieving Paris Agreement Climate Objectives.

‍

‍

Le transport maritime est une source croissante d'émissions de CO2 au cours des 30 dernières années, ce qui suscite de vives inquiétudes. Cette croissance est principalement due à une augmentation record du trafic (nombre de passagers et volume de fret) et à l'utilisation de navires plus anciens et de plus en plus grands.

‍

Alimentés par du fioul lourd, l'un des carburants les plus polluants au monde, les navires marchands sont également mis en cause pour leur rôle dans la pollution marine causée par les rejets de plastiques et d'hydrocarbures.

‍

Les chiffres que nous aimerions voir changer

• Le transport maritime représente environ 3 % des émissions mondiales de CO2, soit entre 600 et 1 100 millions de tonnes par an au cours de la dernière décennie, selon le dernier rapport du GIEC(1).
  
• Les émissions annuelles de CO2 dues au transport maritime international ont doublé depuis 1990(2).
  

‍

Quelles sont les mesures prises aux niveaux européen et mondial ?

Des avancées significatives ont été votées par les députés européens fin 2022 :

• L'obligation pour les grands armateurs (> 5 000 tonnes brutes) d'utiliser un pourcentage de carburants verts dérivés de l'hydrogène d'ici 2030.
  
• L'inclusion du transport maritime dans le système européen d'échange de quotas d'émission (SCEQE), qui obligera pour la première fois les exploitants de navires à payer pour leurs émissions de carbone.
  

Il convient également de noter que, depuis le 1er janvier 2023, l'Organisation maritime internationale (OMI) a mis en place un système international annuel obligatoire de collecte de données sur les émissions de CO2 pour tous les navires.

‍

Des solutions vertes dans le transport maritime !

Des solutions pour minimiser les émissions de CO2 existent :

• Les barges électriques : Le premier prototype de porte-conteneurs 100 % électrique de la société néerlandaise Port-Liner a été présenté en 2018. Actuellement limité par une faible autonomie des batteries (35 heures maximum) et une faible capacité de stockage, ce porte-conteneurs, surnommé le bateau « Tesla », est présenté comme une révolution pour le fret maritime.
  
• Les cargos hybrides : La société française Zephyr & Borée conçoit des navires commerciaux combinant voiles et moteurs. Leur dernier exemplaire, le Canopée, a récemment effectué sa première traversée transatlantique avec à son bord des éléments du lanceur Ariane 6. Ce navire hybride de 121 mètres pourrait réduire de 35 % les émissions de CO2 d'un porte-conteneurs classique.
  
• Des bateaux à hydrogène « zéro émission » : Le projet Hylias, coordonné par Europe Technologies CIAM et Morbihan Énergies, prévoit la mise à l'eau d'un bateau à propulsion électro-hydrogène de 24 mètres pour le transport de 150-200 passagers dans le Golfe du Morbihan d'ici 2024.

‍

(1) https://report.ipcc.ch/ar6/wg3/IPCC_AR6_WGIII_Full_Report.pdf

(2) Global international shipping CO₂ emissions 1970-2021 – Statista – February 2023

‍