L’économie de l’hydrogène

Pourquoi l’hydrogène?

L’hydrogène présente plusieurs avantages. Il peut être stocké en grandes quantités pendant de longues périodes et peut être utilisé pour le chauffage, les transports, les procédés industriels et la production d’énergie. Toutefois, son plus grand avantage est qu’il ne génère pas d’émissions de carbone. Si la concrétisation de ces avantages dépend largement des progrès en matière de technologies et d’infrastructures reliées à l’hydrogène, ce carburant entraine certaines difficultés. En effet, bien que l’hydrogène soit de plus en plus populaire, il présente de nombreux défis dans tous les secteurs de l’économie basée sur l’hydrogène, de la stratégie à la production, en passant par la gouvernance, le stockage, le transport, la distribution et l’utilisation du carburant. 

Stratégie et gouvernance

En décembre 2020, le gouvernement du Canada a publié la « Stratégie canadienne pour l’hydrogène », un rapport détaillé qui établit l’ambitieux cadre d’intervention pour faire de l’hydrogène un outil de choix pour atteindre la carboneutralité d’ici 2050. La stratégie met en lumière l’importance d’établir des partenariats stratégiques, de réaliser des investissements, ainsi que de mettre en œuvre les politiques nécessaires pour encourager de tels investissements, d’innover et d’appliquer des normes, des politiques, des règles et des plans d’action régionaux. Enfin, elle souligne le rôle de chaque intervenant et de la population au sein de cette future économie carboneutre basée sur l’hydrogène.

Approche par étapes

La feuille de route vers une économie basée sur l’hydrogène en 2050 se divise en cinq étapes thématiques :

Méthodes de production

L’hydrogène bleu est produit par reformage de gaz naturel ou de méthane à la vapeur (vaporeformage ). Cette technique extrait le carbone du gaz naturel et convient davantage à la production d’hydrogène à grande échelle. Puisque le vaporeformage s’accompagne d’importantes émissions de CO2, le processus nécessite le développement en parallèle de technologies de capture et de stockage du carbone.

L’hydrogène vert est produit par l’électrolyse de l’eau grâce à des sources d’énergie renouvelable (énergie éolienne ou solaire), produisant ainsi de l’hydrogène et de l’oxygène. Cette technique convient davantage à la production localisée et à petite échelle d’hydrogène et comporte moins de risques que la distribution d’hydrogène pur sous pression sur de longues distances.  

L’hydrogène violet, une autre méthode de production propre d’hydrogène, est quant à lui produit grâce à l’énergie nucléaire.

Il existe de nombreuses nouvelles technologies de production d’hydrogène en développement, dont deux qui s’annoncent prometteuses. La production d’hydrogène par procédés biologiques implique l’emploi de microorganismes qui utilisent la photosynthèse ou la fermentation pour produire de l’hydrogène. Les scientifiques étudient encore les possibilités commerciales liées à l’utilisation d’algues et de microorganismes cellulolytiques. Enfin, la production d’hydrogène par procédé thermochimique consiste à utiliser la pyrolyse ou des réacteurs solaires pour produire de l’hydrogène. Les matières premières servant à la production comprennent notamment la biomasse et les déchets, le méthane et la décomposition de l’eau. 

Stockage, transport et distribution

L’hydrogène peut être stocké sous diverses formes grâce à des technologies variées :

• Hydrogène liquide :  L’hydrogène stocké sous forme liquide doit être refroidi à des températures cryogéniques par un processus de liquéfaction. Le stockage liquide requiert un volume moindre que le stockage gazeux. Néanmoins, avec les technologies disponibles actuellement, le processus de liquéfaction est coûteux et complexe puisqu’il demande d’importantes quantités d’énergie. 
• Hydrogène comprimé :  Une technologie éprouvée permet de stocker l’hydrogène dans des réservoirs en le comprimant par haute pression. On estime que les réservoirs optimisés sont plus sûrs, plus légers et plus résistants aux chocs.  
• Hydrogène solide :  Le stockage de l’hydrogène sous cette forme est possible grâce à des substances comme les hydrures métalliques qui absorbent l’hydrogène, résultat de la combinaison chimique réversible de l’hydrogène avec les atomes de ces substances. 

Selon sa forme, l’hydrogène est stocké et le plus efficacement distribué grâce à des pipelines, soit en tant qu’hydrogène pur, injecté dans des pipelines de gaz naturel, ou à l’aide d’une solution ammoniacale ou d’un autre porteur d’hydrogène .  

Utilisation

Toutes les entreprises, qu’elles soient publiques ou privées, visent une économie à faibles émissions de carbone. Or, grâce à son large éventail d’applications, l’hydrogène représente une source idéale d’énergie. 

• Mobilité :  Les piles à combustible à hydrogène ou les moteurs à deux combustibles (soit le diesel et l’hydrogène) peuvent servir à alimenter les transports, notamment le transport routier (camions lourds), le transport ferroviaire, et les transports en commun.
• Chauffage renouvelable :  L’injection d’hydrogène dans les pipelines de gaz naturel ou l’utilisation d’hydrogène pur peuvent contribuer à la décarbonisation des bâtiments.
• Procédés industriels : L’hydrogène représente à la fois une matière première pour les procédés industriels lourds et une source d’énergie pour l’exploitation d’installations, y compris la mise en œuvre de centrales de cogénération. 
• Électricité : Les technologies des piles à combustible sont bien développées. D’autres options de stockage peuvent être évaluées pour optimiser l’emploi de l’électricité. 

Compétences

En conjuguant notre vaste expertise en infrastructures à notre compréhension approfondie de l’hydrogène, nous pouvons vous aider à repérer les risques, à saisir les occasions et à déterminer le meilleur plan d’action pour introduire l’hydrogène dans votre portefeuille énergétique.

Voici quelques-uns de nos services :

• Stratégie et services-conseils
• Études et services pré-FEED et FEED (ingénierie préliminaire)
• Services d’ingénierie du propriétaire 
• Génie et conception mécanique, électrique, civil/structure, chimique et industriel, et de procédés
• Diligence raisonnable environnementale, demandes de permis et licences environnementales
• Outils intelligents et numériques

Nos clients

Investisseurs, entreprises et industries

Procédez à la décarbonisation de votre portefeuille immobilier et industriel et prenez des décisions éclairées pour atteindre vos objectifs en matière d’énergie et de faibles émissions de carbone. 

Propriétaires et exploitants d’infrastructures

Employez des stratégies carboneutres comme tampon pour accroitre la résilience de vos systèmes. Évaluez les risques des nouvelles technologies pour produire, stocker, distribuer et utiliser l’hydrogène et adaptez-vous à ces dernières.

Municipalités

Procédez à la décarbonisation des transports, du chauffage des bâtiments et des services publics. Découvrez comment les véhicules et les infrastructures à zéro émission s’inscrivent au sein de votre portefeuille.  

Gouvernements fédéral et provinciaux

Découvrez comment les conditions actuelles et futures auront un impact sur les actifs, les opérations et les programmes publics, et ouvrez la voie à l’élaboration d’un cadre de travail permettant de développer avec succès une économie carboneutre.