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African Business

L’hydrogène vert, un nouvel eldorado

L’Afrique est au cœur des réflexions et des ambitions de la filière hydrogène à basses émissions de carbone. Le besoin d’énergie propre, couplé à la nécessité de diversifier les pays d’approvisionnement, représente un potentiel considérable, considère Mark Venables, consultant pour Mining Indaba.

 

Par Aude Darc

À l’heure actuelle, la production mondiale d’hydrogène à faible teneur en carbone est minime, son coût n’est pas encore compétitif et son utilisation dans des secteurs prometteurs tels que l’industrie et les transports reste limitée. Pourtant des signes encourageants montrent qu’il est sur le point de connaître une baisse significative de ses coûts et une croissance mondiale généralisée, selon la revue de l’AIE (Agence internationale de l’Énergie).

L’hydrogène est léger, stockable et dense en énergie, et son utilisation en tant que carburant ne produit aucune émission directe de polluants ou de gaz à effet de serre. Le principal obstacle à l’utilisation généralisée de l’hydrogène à faible teneur en carbone réside dans son coût de production. Il faut soit de grandes quantités d’électricité pour le produire à partir de l’eau, soit l’utilisation de technologies de capture du carbone si l’hydrogène est produit à partir de combustibles fossiles. La quasi-totalité de l’hydrogène produit aujourd’hui provient de combustibles fossiles sans captage du carbone, ce qui entraîne l’émission de près de 900 millions de tonnes de CO2, soit l’équivalent des émissions de CO2 combinées du Royaume-Uni et de l’Indonésie.

L’hydrogène vert, produit à partir d’énergies renouvelables par électrolyse, est considéré comme le moyen le plus efficace de lutter contre le changement climatique. Cependant, plusieurs défis doivent être relevés pour que cette technologie se développe au rythme requis. L’accès à une énergie renouvelable abondante et peu coûteuse est l’une des principales conditions requises, et dans ce scénario, l’Afrique a un avantage de taille.

Selon une étude de l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), l’Afrique pourrait satisfaire près d’un quart de ses besoins énergétiques grâce à des énergies renouvelables indigènes et propres d’ici 2030. Les énergies renouvelables modernes, qui représentent 310 GW, pourraient fournir la moitié de la capacité totale de production d’électricité du continent. Cela correspond à une multiplication par sept de la capacité actuellement disponible, qui s’élève à 42 GW. Une transformation de cette ampleur du secteur énergétique africain nécessiterait un investissement annuel moyen de 70 milliards de dollars jusqu’en 2030, ce qui entraînerait une réduction des émissions de CO2 pouvant atteindre 310 mégatonnes par an.

 

Le rôle de l’industrie minière

Le faible coût de l’électricité n’est pas suffisant en soi pour une production d’hydrogène vert compétitive, mais il faut également réduire le coût des installations d’électrolyse. Il s’agit du deuxième élément de coût le plus important de la production d’hydrogène vert. Selon le rapport de l’IRENA sur la réduction des coûts de l’hydrogène vert, il existe des stratégies permettant de réduire les coûts d’investissement des installations d’électrolyse de 40 % à court terme à 80 % à long terme. Ces stratégies vont de la conception fondamentale de la pile d’électrolyseurs à des éléments plus larges à l’échelle du système.

Selon l’AIE, l’augmentation de la production d’électrolyseurs aura une incidence sur la demande de minéraux, notamment de nickel et de métaux du groupe du platine (en fonction du type de technologie). Les experts estiment toutefois que la demande d’iridium et de platine peut être réduite d’un facteur dix au cours de la prochaine décennie.

Parallèlement, la production de cellules d’électrolyse à oxyde solide (SOEC) nécessite du nickel, du zirconium, du lanthane et de l’yttrium. L’amélioration de la conception au cours de la prochaine décennie devrait permettre de réduire de moitié chacune de ces quantités, avec la possibilité technique de ramener la teneur en nickel.

Sur les 3,3 millions de tonnes d’hydrogène consommées annuellement par l’Afrique, 70 % sont utilisées dans le secteur chimique, principalement pour produire des engrais azotés qui augmentent le rendement des cultures et reconstituent les nutriments du sol, et sont donc un élément essentiel de la sécurité alimentaire sur le continent.

La quasi-totalité de la production d’hydrogène en Afrique est actuellement basée sur les combustibles fossiles, y compris la partie utilisée pour produire des engrais azotés. La possibilité de produire de l’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables est donc une formidable opportunité pour les pays africains de remplacer la production à base de combustibles fossiles, qui dépend dans de nombreux cas des importations. C’est particulièrement important pour les pays enclavés qui doivent faire face à des difficultés supplémentaires pour distribuer les engrais et obtenir le gaz naturel nécessaire à leur production.

Le potentiel de l’Afrique en matière de production d’électricité renouvelable à faible coût pour produire de l’hydrogène à faible teneur en carbone est considérable. Comme les coûts des électrolyseurs et de la production d’électricité renouvelable continuent de baisser, la parité des coûts avec la production à partir de combustibles fossiles est une véritable perspective à moyen et long terme dans les endroits disposant des meilleures ressources renouvelables. Dans les régions où les infrastructures de transport et de stockage nécessaires sont pratiques et évolutives, le gaz naturel à faible coût équipé de CCUS est une autre option pour produire de l’hydrogène à faible teneur en carbone pour la synthèse de l’ammoniac.

 

La vallée de l’hydrogène en Afrique du Sud

Certains pays de la région ont pris les premières mesures pour saisir les opportunités offertes par l’hydrogène. Le Maroc montre la voie avec son cluster hydrogène vert, créé par le gouvernement pour promouvoir la collaboration entre les acteurs privés et universitaires afin de soutenir le secteur émergent de l’hydrogène renouvelable. Avec le double objectif de collaborer au développement technologique et de positionner le Maroc comme un centre d’exportation potentiel, le gouvernement a établi des partenariats internationaux avec des pays comme l’Allemagne et le Portugal.

En Afrique du Sud, le gouvernement tente d’exploiter les synergies entre l’extraction du platine, les énergies renouvelables et la production d’hydrogène pour former un centre de l’hydrogène. La vallée de l’hydrogène servira de pôle industriel, rassemblant diverses applications de l’hydrogène dans le pays pour former un écosystème intégré de l’hydrogène. Anglo American et ses partenaires viennent d’annoncer les résultats d’une étude de faisabilité visant à explorer le potentiel d’une vallée de l’hydrogène ancrée dans la zone géologique du Bushveld, riche en métaux du groupe du platine, le long du corridor industriel et commercial vers Johannesburg et vers la côte sud à Durban.

« L’opportunité de créer de nouveaux moteurs d’activité économique grâce à l’hydrogène a été validée par cette étude de faisabilité avec nos partenaires », déclare Natascha Viljoen, PDG de l’activité MGP d’Anglo American.

« En tant que producteur de premier plan de métaux du groupe du platine, nous nous efforçons depuis quelques années de mettre en place l’écosystème adéquat pour développer, mettre à l’échelle et déployer avec succès des solutions fonctionnant à l’hydrogène. Il s’agit notamment d’investir dans des entreprises innovantes et des technologies habilitantes, ainsi que de nouer de vastes collaborations dans l’ensemble de l’industrie, afin d’exploiter pleinement le potentiel de transformation de l’hydrogène vert pour notre économie en Afrique du Sud. »

Neuf projets pilotes clés ont également été identifiés dans ces pôles et il est recommandé aux développeurs de leur donner la priorité. Ils couvrent les secteurs du transport, de l’industrie et de la construction.

Après la publication des résultats de l’étude de faisabilité, Anglo American travaillera avec le DSI d’Afrique du Sud et les autres partenaires à la mise en œuvre de projets pertinents, tout en continuant à faire progresser ses propres initiatives en faveur du développement de l’économie de l’hydrogène.

Anglo American investit déjà dans une technologie de production d’hydrogène renouvelable dans sa mine de MGP de Mogalakwena et dans le développement de camions de transport minier à pile à combustible alimentés à l’hydrogène, les plus grands camions au monde fonctionnant à l’hydrogène.

Prototype du plus grand camion minier H2 d’Anglo American.

 

Par Aude Darc, avec agence APO

@AB

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