L'un des plus grands défis de notre époque est la décarbonisation de l'industrie lourde. Les technologies Power-to-X (PtX), et en particulier l'utilisation de l'hydrogène vert, apparaissent comme une solution clé. Voici un aperçu de la manière dont cette technologie transforme des secteurs tels que la chimie et l'acier.
1. De l'énergie au produit : Les bases
Le terme PtX recouvre les technologies permettant de convertir l'électricité produite à partir d'énergies renouvelables en vecteurs d'énergie chimique ou en matières premières. L'hydrogène vert est produit à la base par l'électrolyse, dans laquelle l'électricité renouvelable est utilisée pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène. Cela permet d'obtenir une base industrielle exempte de CO₂. Les deux principales technologies d'électrolyse sont les suivantes L'électrolyse alcaline, une technologie plus mature et moins chère mais moins flexible lorsqu'il s'agit de gérer des apports d'énergie variables ; et l'électrolyse PEM, une technologie plus chère mais très dynamique, idéale pour être associée à des sources d'énergie renouvelables intermittentes telles que le vent et le soleil.
2. Décarbonisation de l'industrie chimique
Le secteur chimique, en particulier la fabrication d'ammoniac pour les engrais, est un grand consommateur d'hydrogène. Le procédé traditionnel Haber-Bosch est extrêmement gourmand en CO₂. En remplaçant l'hydrogène d'origine fossile par de l'hydrogène vert, le secteur peut réduire considérablement ses émissions. Des entreprises telles que BASF et Thyssenkrupp envisagent déjà d'adapter et d'optimiser ce processus pour l'hydrogène vert, le rendant ainsi plus durable et plus polyvalent.
3. Écologisation de la production d'acier
La sidérurgie est une autre source importante de CO₂, car elle utilise traditionnellement du charbon et du coke comme agent réducteur dans les hauts fourneaux. L'alternative est le fer à réduction directe (DRI), une technologie qui utilise l'hydrogène au lieu du charbon. Ce changement élimine les émissions de CO₂ à la source, car la réaction libère de l'eau au lieu du CO₂. Les leaders du secteur, comme ArcelorMittal, investissent des milliards de dollars dans de grandes usines de réduction directe du fer pour remplacer leurs hauts-fourneaux alimentés par des combustibles fossiles, ce qui montre que la technologie est prête à être mise en œuvre dans l'industrie.
4. Défis et perspectives
Malgré l'état de préparation technologique, d'énormes défis se profilent à l'horizon. Les principaux obstacles sont le coût élevé de l'hydrogène vert, le manque d'infrastructures pour un réseau de pipelines dédié à l'hydrogène et la nécessité d'un approvisionnement massif, peu coûteux et continu en électricité renouvelable pour répondre à l'énorme demande. Pour surmonter ces obstacles, les gouvernements mettent en œuvre des mécanismes tels que les contrats carbone pour la différence afin de compenser le coût plus élevé pour l'industrie et d'offrir une certitude en matière d'investissement.
Le passage à l'hydrogène vert dans l'industrie lourde est un marathon, pas un sprint. La technologie est là, et les projets passent de la phase pilote au déploiement à grande échelle. Il s'agit maintenant d'accélérer la production et de créer l'infrastructure nécessaire pour libérer tout son potentiel.
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