Un projet du Texas utilisera le vent pour fabriquer du carburant à partir de l’eau

De nouvelles subventions de la loi sur la réduction de l’inflation alimentent la course pour construire le premier producteur à grande échelle d’ »hydrogène vert » du pays.

Le pétrole a fait du Texas un géant de l’énergie, mais même cette centrale pétrolière travaille dur pour s’assurer une place au-delà des combustibles fossiles. Il génère déjà plus d’énergie éolienne que tout autre État américain, et bientôt l’air puissant qui fouette ses hautes plaines alimentera un nouveau processus : la production de carburant pour véhicules à partir de l’eau.

Les scientifiques disent que cette technologie, appelée « hydrogène vert », joue un rôle important dans les espoirs du monde de passer des combustibles fossiles et de réduire les émissions de carbone.

Jusqu’à récemment, la production d’hydrogène vert coûtait trop cher pour concurrencer l’essence ou le diesel. Mais cela change rapidement grâce aux fortes subventions offertes dans la loi fédérale sur la réduction de l’inflation adoptée en juin.

Un projet, annoncé le mois dernier dans le nord du Texas, espère être le premier producteur à grande échelle du pays d’hydrogène propre à partir de l’eau. Ses développeurs, Air Products et AES, prévoient de commencer leurs opérations en 2027. Avec le soutien du gouvernement, les planificateurs espèrent qu’un écosystème de moteurs, de pipelines et de stations-service construits pour l’hydrogène suivra.

« Cela devient définitivement commercial », a déclaré Joe Powell, directeur de l’Institut de transition énergétique de l’Université de Houston et ancien scientifique en chef chez Shell. « Jusqu’à ce que vous puissiez le produire en masse, les coûts sont un peu élevés. C’est là que certaines des incitations gouvernementales entrent en jeu pour nous faire franchir cette courbe.

Le carburant hydrogène n’est pas nouveau, il n’a tout simplement pas été propre. Pendant des décennies, l’hydrogène a été produit à partir de gaz de pétrole, en utilisant de la vapeur pour briser les molécules de méthane, laissant derrière lui un déchet à haute teneur en carbone qui est soit rejeté dans l’air, soit, très récemment, injecté sous terre.

Mais l’hydrogène, l’élément le plus copieux de l’univers, peut également être extrait de l’eau grâce à un processus à haute puissance appelé électrolyse, qui ne laisse que de l’oxygène. Lorsqu’il fonctionne à l’électricité renouvelable, le processus est totalement propre (bien que la chaîne d’approvisionnement ne le soit pas).

Le raccrochage : il a besoin d’énormes quantités d’énergie.

Le projet North Texas prévoit de construire un parc éolien de 900 mégawatts, à égalité avec le plus grand du Texas, ainsi qu’un parc solaire de 500 mégawatts pour un total de 1,4 gigawatts, soit beaucoup plus d’énergie que la ville d’Austin n’en consomme.

Avec lui, le projet produira 200 000 kilogrammes d’hydrogène par jour, suffisamment de carburant pour répondre à 0,1 % de la demande quotidienne de diesel aux États-Unis.

Elle sera également éligible à des crédits d’impôt pouvant aller jusqu’à 3 $ par kilogramme d’hydrogène produit, sans lesquels l’entreprise ne serait pas économiquement viable.

Powell a déclaré que la puissance absorbée de 1,4 gigawatt du projet « se classerait au sommet de la gamme des projets proposés aux États-Unis », bien que les propositions d’hydrogène vert en Europe, en Australie, en Afrique et au Moyen-Orient varient de 10 à 67 GW.

« Ils travaillent sur l’hydrogène en Europe depuis longtemps et je pense que nous devons rattraper notre retard ici », a déclaré Hugh Daigle, professeur agrégé d’ingénierie du pétrole et des géosystèmes à l’Institut de l’énergie de l’Université du Texas et ancien Scientifique chevronné. « L’IRA permet le développement de ces installations à grande échelle qui seront nécessaires pour nous faire passer à une énergie à faible émission de carbone. »

Les installations à grande échelle ne sont qu’une partie du puzzle. Un marché de l’hydrogène aura besoin d’infrastructures de pipelines, similaires aux immenses réseaux qui transportent actuellement le pétrole, le gaz et l’eau. Et à l’autre extrémité, il aura besoin de clients – des moteurs à pile à combustible fonctionnant à l’énergie chimique, sans aucune combustion.

« Il n’y a toujours pas beaucoup de marché », a déclaré Daigle. « Lorsque ce marché augmentera, ils seront prêts à fournir le carburant. »

Selon Michael Lewis, chercheur au Centre d’électromécanique de l’Université du Texas, il n’existe aujourd’hui que quelques milliers de voitures à hydrogène, principalement en Californie, fabriquées pour la plupart par Toyota.

Quelques trains en Europe roulent à l’hydrogène. Mais pour la plupart, les véhicules à hydrogène moyens et lourds ne sont pas encore arrivés sur le marché.

« Ils en sont aux toutes premières étapes de la préparation commerciale de cette technologie pour un déploiement à grande échelle », a déclaré Lewis, qui a aidé à concevoir un prototype de fourgon de livraison à hydrogène pour UPS. « Tout le monde en a développé un mais ils n’ont pas encore vraiment commencé à les vendre. »

AirBus conçoit un avion propulsé à la fois par la combustion d’hydrogène dans des moteurs à turbine à gaz modifiés et par des piles à combustible à hydrogène qui génèrent de l’électricité. Une société norvégienne exploite déjà un petit ferry à hydrogène, et d’autres constructeurs de navires se précipitent pour appliquer la technologie au fret longue distance.

« Ce marché va croître considérablement d’ici 2030 », a déclaré Lewis.

Le carburant hydrogène offre une alternative à l’électrification pour les véhicules qui doivent parcourir de longues distances sans recharge, ou les véhicules de la flotte remis entre les quarts de travail sans avoir le temps de recharger, a déclaré Lewis.

Au-delà des carburants pour véhicules, l’hydrogène peut être utilisé pour faire fonctionner des centrales électriques, bien qu’avec une efficacité beaucoup plus faible. Dans ces cas, l’électricité est utilisée pour produire du carburant, qui est transporté et brûlé pour produire de l’électricité. Les utilisateurs feraient mieux de puiser de l’énergie directement à partir de sources renouvelables, a déclaré Abbe Ramanan, directeur de projet du Clean Energy Group basé dans le Maryland.

« Cela n’a tout simplement pas de sens de l’utiliser pour la production d’électricité », a-t-elle déclaré.

Bien que la production d’hydrogène vert soit un processus propre, sa chaîne d’approvisionnement ne l’est pas. Les éoliennes et les électrolyseurs ont toujours une empreinte carbone, surtout s’ils sont produits à l’étranger avec de l’énergie au charbon.

Certains critiques affirment que l’énergie renouvelable consommée pour produire de l’hydrogène vert devrait plutôt être injectée dans le réseau électrique, supplantant les anciennes centrales à combustibles fossiles et rechargeant les voitures électriques. Mais pour les machines mal adaptées à l’électrification, le carburant hydrogène offre une option sans émissions importante.

« Mon opinion personnelle est que vous avez besoin de tout ce qui précède », a déclaré Powell, de l’Université de Houston. « Nous allons décarboner le réseau. Nous devons commencer à chercher à décarboner le reste des secteurs. »

AES, une société d’énergie renouvelable, a déclaré que le projet texan n’était pas sa seule entreprise d’hydrogène vert, bien que d’autres n’aient pas encore été divulgués. Air Products, un fournisseur de gaz industriel, n’a pas répondu aux demandes de commentaires.

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