Non, l'hydrogène blanc n'est pas une source illimitée de carburant propre

Ce n’est pas la base d’une expansion radicale de l’hydrogène pour l’économie énergétique, mais cela laisse espérer une décarbonation d’une partie de l’utilisation actuelle de l’hydrogène.

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Récemment, des gens m'ont demandé de donner mon avis sur une nouvelle couleur de l'hydrogène, le blanc. Mon daltonisme rend l'ensemble du spectre de couleurs de l'hydrogène encore plus stupide qu'il ne l'est déjà, car je pense que nous en sommes à 23 couleurs de plus que ce qui est actuellement requis.

En réalité, il n’existe que deux types d’hydrogène : l’hydrogène à faible teneur en carbone et l’hydrogène à haute teneur en carbone. Si des couleurs sont appliquées, elles doivent être vertes et noires. Les fondateurs de l'Hydrogen Science Coalition, des ingénieurs possédant une longue expérience professionnelle et universitaire dans le domaine de l'hydrogène, ont débattu entre eux sur ce que devrait être un point limite aligné sur une solution climatique pour la fabrication de l'hydrogène, et ont opté pour un kilogramme de dioxyde de carbone ou équivalent (CO2e) généré dans la fabrication. un kilogramme d'hydrogène. Ce seuil assez bon suggère qu’un kilogramme ou moins est vert et que tout le reste est noir. Je serais d'accord avec ça. Au moins, je pourrais distinguer les couleurs.

L’essentiel est l’intensité carbone de l’hydrogène sur l’ensemble du cycle de vie, et non le processus ou les matières premières utilisées pour le fabriquer. Toutes les couleurs ne sont que des variantes d’un processus ou d’une source, ce qui provoque des maux de tête même chez les personnes ayant une perception normale des couleurs, sans parler des définitions concurrentes des couleurs.

Examinons un peu ce que signifie l'intensité carbone d'un kilogramme par kilogramme. Il faut, avec le reste de l'usine, 55 à 60 kWh d'électricité pour fabriquer un kilogramme d'hydrogène par électrolyse. Cela ne va d'ailleurs pas diminuer comme par magie, car nous nous rapprochons des limites de la physique sur ce point. Cela n'est pas sensible à la loi de Wright, selon laquelle doubler le nombre d'unités fabriquées réduit les coûts par unité de 20 à 27 %. Il est possible de réaliser des économies d’échelle dans la fabrication de l’hydrogène, mais principalement en construisant de très grandes usines, qui nécessiteront toujours une forte intensité de capital.

En utilisant un kilogramme d’équivalent CO2, cela signifie que chaque kWh d’électricité peut avoir une dette carbone d’environ 18 grammes d’équivalent CO2. Cela fonctionne très bien dans ma province natale, la Colombie-Britannique, au Canada, grâce au réseau électrique, dont l'intensité carbone est de 12,9 grammes d'équivalent CO2 par kWh. Le Vermont a un niveau d'équivalent CO2 par kWh encore plus faible et pourrait produire de l'hydrogène vert selon cette définition à partir de l'électricité du réseau, alors que même l'État de Washington ne peut pas le réduire à environ 84 grammes d'équivalent CO2/kWh. En Europe, la Suède s'en rapproche le plus, mais reste à 45 grammes d'équivalent CO2/kWh, soit plus du double du seuil. Et toute l’électricité du réseau se décarbone, mais pas aussi rapidement que nécessaire. À terme, toutes les grilles se situeront dans la zone de la Colombie-Britannique et du Vermont.

Néanmoins, je préfère avoir de l'hydrogène de réseau au Vermont ou en Suède plutôt que de l'hydrogène fabriqué à partir de gaz naturel, qui, entre les émissions de méthane en amont et le processus de reformage à la vapeur, représente environ 10 kilogrammes d'équivalent CO2 par kilogramme d'hydrogène. Et l’hydrogène bleu ne ramènera probablement ce chiffre qu’à 2 à 4 kilogrammes d’équivalent CO2 par kilogramme d’hydrogène, et l’extrémité inférieure de cette fourchette nécessite une gestion très stricte des émissions de méthane en amont.

Pour situer le degré de lobbying autour de ce qui constitue l'hydrogène « vert », les règles de l'UE en matière d'hydrogène renouvelable fixent une intensité carbone suffisamment bonne à 3,38 kilogrammes d'équivalent CO2 par kilogramme d'hydrogène. Oui, l’Hydrogen Science Coalition pense que ce n’est pas un bon niveau. Oui, cette intensité carbone fait l’objet de nombreuses critiques provenant d’une grande variété de sources. Il y a une bonne raison à cela. Cela n’est pas du tout conforme aux objectifs climatiques, même si l’UE n’était pas bêtement et temporairement obsédée par l’idée de faire de l’hydrogène un vecteur d’énergie. Mais il est à la portée de l’hydrogène fabriqué à partir du gaz naturel. Pratique, non ?

Pourquoi suis-je si concentré sur l’électricité du réseau ? Deux raisons.

La première est que 85 % de l’hydrogène que nous utilisons aujourd’hui est fabriqué au point d’utilisation. C’est parce que l’hydrogène coûte très cher à distribuer. La plupart des pompes des véhicules à pile à hydrogène distribuent de l’hydrogène noir fabriqué à partir de combustibles fossiles. C’est la forme d’hydrogène la moins chère que nous ayons eue jusqu’à présent. Aux États-Unis, il est possible de fabriquer de l'hydrogène à partir de gaz naturel très bon marché pour un peu moins d'un dollar le kilo. Malgré cela, un camion d’hydrogène livré coûte généralement 10 dollars américains le kilogramme. Et un kilogramme d’hydrogène distribué par une pompe à pile à combustible a varié entre 15 et 25 dollars américains au cours des dernières années.