Le rôle de la combustion propre pour atteindre le « Net Zero », ou la promesse de l’hydrogène

Une tribune sur le potentiel de l’hydrogène dans la transition énergétique, signée Dale Smith, Thermal Solutions Growth Leader (spécialiste de la croissance des solutions thermiques) pour la branche « Digitalization / Energy Transition Solutions » (numérisation / solutions de transition énergétique) chez Honeywell.

Les entreprises se tournent de plus en plus vers les combustibles alternatifs dans leur volonté d’atteindre la neutralité carbone, et l’hydrogène est à l’avant-garde de cette profonde transformation. Alors que les industries et les gouvernements s’efforcent de limiter les effets du changement climatique, la place des technologies de combustion propre dans cette transition se confirme. Ces solutions innovantes, compatibles avec l’hydrogène, permettent aujourd’hui aux leaders de l’industrie d’optimiser leur efficacité, tout en réduisant leur empreinte environnementale.

L’hydrogène est souvent présenté comme une option prometteuse pour un avenir énergétique plus propre. Son intérêt réside dans son processus de combustion : lorsqu’il est brûlé, l’hydrogène ne produit que de la vapeur d’eau, sans émettre de dioxyde de carbone. Cette caractéristique en fait un acteur essentiel de la transition énergétique mondiale vers des solutions plus durables. De l’alimentation des processus industriels au chauffage des habitations, le rôle de l’hydrogène s’élargit, en raison de son potentiel de réduction des émissions.

L’adoption de l’hydrogène est accélérée par l’augmentation des phénomènes climatiques extrêmes, allant des incendies de forêt aux ouragans dévastateurs, tous exacerbés par les émissions élevées de dioxyde de carbone. Le soutien public et législatif aux solutions énergétiques durables n’a jamais été aussi important, avec des objectifs ambitieux fixés notamment par l’Union européenne pour réduire les émissions de CO2 de 40 % d’ici à 2030 et atteindre la neutralité carbone d’ici à 2050.

Qu’en est-il des autres énergies alternatives ?

Si l’on compare l’hydrogène au gaz naturel – à la base de nombreux systèmes énergétiques actuels – les différences sont notables. Bien que son pouvoir calorifique par volume soit environ un tiers de celui du gaz naturel, l’usage de l’hydrogène dans les systèmes énergétiques dépasse ces simples considérations. Contrairement au gaz naturel, l’hydrogène agit principalement comme un vecteur énergétique, ce qui le rend essentiel pour le stockage et le transport des énergies renouvelables. Cette caractéristique est cruciale pour gérer l’intermittence des sources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire.

Malgré ces avantages, l’adoption plus large de l’hydrogène se heurte à des défis techniques et de sécurité en raison de ses propriétés uniques. Il est incolore, inodore et hautement inflammable, avec une plage d’inflammabilité plus large que celle du gaz naturel. Ces facteurs nécessitent une manipulation avisée et le développement de technologies de combustion avancées.¹

L’hydrogène, bien que prometteur, doit être mis en perspective par rapport aux alternatives énergétiques disponibles. Comparé à l’énergie solaire et éolienne, il constitue un vecteur d’énergie plus flexible et plus transportable, mais nécessite des coûts technologiques initiaux plus élevés pour l’extraction et le stockage. Contrairement aux biocarburants, l’hydrogène offre un processus de combustion plus propre, sans production de sous-produits solides. Cette analyse comparative aide les parties prenantes à l’évaluer en termes d’efficacité, de coût, d’évolutivité et d’impact environnemental par rapport aux autres énergies renouvelables.

Toutefois, cette transition se heurte à certains défis. L’infrastructure pour le transport et le stockage de l’hydrogène est encore en développement, et le coût de la production d’hydrogène, bien qu’en baisse, reste un obstacle important. En outre, les propriétés de combustion de l’hydrogène entraînent des températures et des émissions de NOx potentiellement plus élevées, qui doivent être gérées à l’aide de technologies avancées de contrôle de la combustion. De ce fait, le passage à l’hydrogène ne consistent plus seulement à adopter de nouveaux carburants, mais aussi à repenser le fonctionnement des systèmes énergétiques en mettant l’accent sur la flexibilité, la sécurité et la responsabilité environnementale.

Durabilité et impact environnemental

Au-delà de la réduction des émissions de carbone, l’hydrogène contribue à des objectifs environnementaux plus larges. La production d’hydrogène, en particulier lorsqu’elle est dérivée de sources renouvelables, réduit considérablement la dépendance à l’égard des combustibles fossiles, ce qui entraîne une réduction de la pollution globale. En outre, le processus de combustion de l’hydrogène, qui n’émet que de la vapeur d’eau, présente un risque minimal en matière de consommation d’eau et de qualité de l’air, ce qui va dans le sens des efforts déployés au niveau mondial pour lutter contre la pénurie d’eau et la pollution de l’air.

Aussi, la transition vers l’hydrogène offre des possibilités d’améliorer la résilience énergétique, de réduire la consommation d’énergie et de garantir des réductions d’émissions. Avec des brûleurs et des outils de contrôle favorisant de faibles émissions, associés à des technologies de combustion avancées, les clients peuvent réduire de manière significative leur empreinte environnementale, tout en garantissant l’efficacité et la sécurité de leurs opérations.

En outre, le concept de transition énergétique par le mélange de l’hydrogène et du gaz naturel représente une étape supplémentaire pour de nombreuses industries. Les coûts prohibitifs et le manque d’infrastructures empêchent actuellement une adoption généralisée. Cependant, le mélange offre une approche pragmatique pour intégrer progressivement l’hydrogène dans les systèmes énergétiques existants, jetant ainsi les bases d’une transition plus importante vers l’énergie propre à l’avenir.

Applications industrielles et perspectives d’avenir

L’impact de l’hydrogène est particulièrement notable dans le secteur industriel, qui représente une part substantielle des émissions mondiales de carbone. En passant du gaz naturel à l’hydrogène dans les processus gourmands en énergie, les industries peuvent réduire considérablement leur empreinte carbone.

De plus, l’adoption des technologies de combustion de l’hydrogène a des implications économiques importantes pour les industries qui abandonnent les combustibles traditionnels. Si les coûts d’investissement initiaux peuvent être élevés, les économies réalisées à long terme grâce à la réduction de la consommation de carburant et des émissions peuvent compenser ces dépenses. Les gouvernements et les organismes de réglementation proposent de plus en plus d’incitations financières, telles que des allègements fiscaux ou des subventions, pour soutenir cette transition. Une analyse d’impact économique pourrait examiner ces aspects, en détaillant le retour sur investissement au fil du temps et la manière dont ces technologies peuvent améliorer la rentabilité tout en respectant les normes environnementales ².

À l’avenir, l’intégration de l’hydrogène dans les réseaux de gaz naturel existants, qui devrait commencer par mélanger de faibles pourcentages d’hydrogène puis d’en augmenter progressivement la part, représente une solution transitoire. Cette approche permet une adaptation progressive des infrastructures et des technologies, préparant ainsi le terrain pour un changement plus important prévu entre 2030 et 2035.

En somme, le rôle de l’hydrogène dans l’avènement d’un avenir énergétique durable et propre devient de plus en plus évident. Grâce aux entreprises qui ont pris l’initiative de développer et de mettre en œuvre des technologies avancées de combustion propre, la voie vers des émissions nettes zéro semble de plus en plus accessible. Alors que le monde est confronté aux réalités pressantes du changement climatique, l’adoption de l’hydrogène et d’autres technologies propres n’est pas seulement souhaitable, mais essentielle. Les solutions qui illustrent la synergie entre le progrès technologique et la gestion de l’environnement ouvrent la voie à un avenir plus vert et plus propre.