Nous pouvons améliorer l'économie des nouvelles technologies propres, comme nous l'avons fait avec les énergies renouvelables

Par Mitsubishi Power Amériques

Aujourd'hui, un consensus mondial se forme autour de la nécessité de décarboner. Mais il y a un point d'achoppement : le coût.

Atteindre les objectifs climatiques nécessitera des solutions durables, ce qui signifie qu'elles doivent fournir une économie saine avec peu ou pas d'émissions. Pour assurer une adoption généralisée et opportune, des options telles que l'hydrogène propre doivent être accessibles, fiables et abordables.

L'industrie de l'énergie a les outils à sa disposition pour y arriver.

Le secteur a une expérience plus longue et plus réussie en matière de développement et de commercialisation de technologies propres qu'on ne lui en attribue le mérite, déclare Michael Ducker, vice-président principal de l'infrastructure d'hydrogène pour Mitsubishi Power Americas et président d'Advanced Clean Energy Storage I, un hub d'hydrogène en cours dans Delta, Utah. Il souligne que l'histoire du secteur des énergies renouvelables d'aujourd'hui raconte l'histoire d'industries travaillant ensemble pour résoudre les problèmes d'échelle, d'efficacité et de coût, ce qui a permis un marché croissant pour l'innovation indispensable.

C'est une histoire qui vaut la peine d'être répétée.

Réduire les coûts

Entre 2005 et 2020, le taux annuel d'émissions dans le secteur de l'électricité aux États-Unis a chuté de façon spectaculaire - un Amélioration 40%. Les technologies qui ont entraîné les réductions ont suivi un schéma similaire : une fois que le prix d'une nouvelle technologie devient suffisamment bas pour justifier son adoption, la demande démarre et la technologie décolle.

"Si nous devons atteindre le zéro net d'ici 2050 dans le secteur de l'électricité, c'est faisable. Mais nous ne pouvons en aucun cas être complaisants. – Drummi Bhatt, vice-président de Market Intelligence and Strategy, Mitsubishi Power Americas

Pensez à l'énergie solaire. Depuis 2010, le coût des systèmes photovoltaïques à grande échelle a chuté de 82%, faisant passer la capacité solaire installée mondiale d'environ 40 gigawatts cette année-là à plus de 700 gigawatts dès 2020.

Le prix et l'adoption des batteries lithium-ion présentent un relation inverse similaire. Les prix des batteries ont chuté de 85 % entre 2010 et 2018, tandis que la production mondiale de voitures électriques a considérablement augmenté, d'un nombre négligeable à un total de plus de sept millions de voitures sur la route en 2019.

Cette dynamique s'est également produite avec les centrales à cycle combiné à turbine à gaz, le prix du gaz naturel ayant baissé. Entre 2005 et 2020, le prix Chute de 80%.

La leçon pour aujourd'hui est la suivante : "Si nous devons atteindre le zéro net d'ici 2050 dans le secteur de l'électricité, c'est faisable", déclare Drummi Bhatt, vice-président de Market Intelligence and Strategy chez Mitsubishi Power Americas. "Mais nous ne pouvons en aucun cas être complaisants - nous devons continuer à améliorer l'efficacité avec un réel sentiment d'urgence pour rester sur la bonne voie."

Des outils qui favorisent l'abordabilité

Comparé à d'autres technologies de stockage, l'hydrogène vert, produit à partir d'énergie renouvelable, est déjà rentable pour le stockage d'énergie de longue durée. Par exemple, l'analyse montre que les batteries lithium-ion sont les plus économiques pour des durées de huit heures ou moins, tandis que l'hydrogène vert est rentable pour des durées plus longues, de 12 heures à des jours, des semaines, des mois ou même des saisons.

En tant que carburant, l'hydrogène a atteint un point d'inflexion similaire sur la courbe des coûts que les batteries éoliennes, solaires et lithium-ion, explique Ducker. Le coût de production, de stockage et de transport de l'hydrogène vert a été un obstacle majeur à l'adoption généralisée en tant que carburant décarboné. Au fur et à mesure que le coût diminue, l'hydrogène devient encore plus efficace comme solution de stockage d'énergie. L'industrie dispose d'une variété d'outils pour favoriser l'abordabilité.

Ducker pense que nous sommes sur le point de faire les progrès nécessaires, notant plusieurs facteurs clés qui réduiront les coûts de production et construiront le marché :

Augmenter la capacité

La principale technologie pour générer de l'hydrogène vert est l'électrolyse, qui utilise une énergie renouvelable pour convertir l'eau en hydrogène et en oxygène. Le processus est coûteux car l'échelle de production reste relativement petite - même les plus grandes installations actuellement mises en ligne s'attendent à produire moins de 25 mégawatts.

Tout comme la demande d'énergie éolienne a incité les fabricants d'éoliennes à passer de turbines plus petites de 1 mégawatt à des modèles de 5 et 10 mégawatts, le besoin croissant d'hydrogène vert pour aider à atteindre les objectifs nets zéro incitera les fabricants d'électrolyseurs à construire des unités plus grandes et à faire évoluer leur production.

"Le monde n'a jamais eu besoin d'un électrolyseur de 200 mégawatts auparavant", déclare Ducker. Mais c'est le cas maintenant. À mesure que la capacité de production augmente, les coûts baissent.

À ce stade, en 2021, la Green Hydrogen Coalition en collaboration avec le Los Angeles Department of Water and Power (LADWP) et d'autres partenaires clés a lancé HyDeal LA parvenir à un approvisionnement en hydrogène vert à grande échelle à 1.50 $/kilogramme dans le bassin de Los Angeles d'ici 2030.

Améliorer l'efficacité de la fabrication

Les industries éolienne, solaire et des batteries ont réalisé des économies d'échelle en augmentant leur production. En particulier, l'automatisation de la production a considérablement réduit le coût de fabrication.

Ducker s'attend à ce que quelque chose de similaire se produise pour l'hydrogène. Les progrès de l'automatisation et des méthodes de fabrication à faible coût créeront un cycle dans lequel ces gains d'efficacité feront baisser les coûts, ce qui entraînera une augmentation des investissements et de la production, stimulera l'offre et créera de nouvelles efficacités, ce qui réduira davantage les coûts et contribuera à accroître l'adoption.

Adopter les avancées technologiques

L'énergie renouvelable est essentielle à la production d'hydrogène vert. En conséquence, tout ce qui réduit les coûts des énergies renouvelables tout en augmentant leur disponibilité - par exemple, les améliorations d'échelle et d'efficacité pour le solaire et l'éolien - peut aider l'économie de l'hydrogène vert.

De plus, les nouvelles technologies qui convertissent les turbines à gaz pour qu'elles fonctionnent à l'hydrogène vert créeront une demande pour celui-ci de la part des producteurs d'électricité engagés à réduire leurs émissions, entraînant ainsi une augmentation de la production. L'augmentation de l'offre peut à son tour rendre de grandes quantités d'hydrogène vert stocké disponibles pour les industries à forte intensité énergétique difficiles à décarboner, telles que les transports, l'acier et le béton. De même, les améliorations du système dans un secteur peuvent se traduire dans d'autres secteurs.

D'autres leviers qui peuvent stimuler la production

D'autres facteurs peuvent également contribuer à réduire les coûts, des incitations politiques pour les producteurs d'hydrogène aux allégements fiscaux pour l'utilisation des énergies renouvelables. Le développement d'une politique en matière d'énergies renouvelables sur une base régionale peut également entraîner une réduction des coûts, en augmentant la clientèle et en tirant davantage parti des économies d'échelle.

À mesure que l'équation coûts-avantages autour de l'hydrogène vert se renforce, ces types d'incitations et d'accords accéléreront encore son évolution. "La plupart des technologies d'énergie propre avec lesquelles nous travaillons ont baissé la courbe des coûts plus rapidement que quiconque ne le pensait", déclare Bhatt.

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Les éléments qui sont sous le contrôle de l'industrie, comme les progrès technologiques et les économies d'échelle, sont plus faciles à prévoir que les subventions gouvernementales. Mais l'avenir zéro carbone du monde dépend de tous ces contributeurs, à la fois pour résoudre les défis techniques de l'innovation révolutionnaire et pour améliorer suffisamment l'économie pour stimuler l'utilisation des nouvelles technologies. Heureusement, tous ces éléments sont en cours et les progrès sur chaque front incitent à l'optimisme.

A propos de l'auteure

Mitsubishi Power Americas est une marque de solutions d'alimentation de Mitsubishi Heavy Industries.