L'un des plus grands défis climatiques mondiaux est la décarbonisation des utilisations d'énergie fossile qui ne peuvent pas être directement électrifiées à l'aide d'énergie renouvelable. Parmi les secteurs dits «difficiles à réduire» (HTA), on trouve de grandes industries qui dépendent des combustibles fossiles, soit pour l'énergie à haute température, soit pour les matières premières chimiques. Ceux-ci comprennent le fer et l'acier, le ciment, les produits chimiques et les matériaux de construction, responsables ensemble d'environ 30 % du CO₂ annuel mondial. émissions.

Un autre secteur HTA est le transport lourd comme le camionnage et le transport maritime, qui est plus difficile à électrifier que le transport de passagers car il nécessiterait d'énormes batteries qui ajoutent au poids du véhicule et prennent beaucoup de temps à charger.

Alors que les pays étudient les voies vers la décarbonisation, des pays relativement riches comme les États-Unis et une grande partie de l'Europe poursuivent des stratégies axées sur la production d'énergie renouvelable et les véhicules électriques. La Chine est confrontée à des défis très différents en raison d'un profil d'émission de carbone distinctif résultant des rôles beaucoup plus importants que jouent les industries lourdes HTA dans son économie.

Nouvelle recherche publiée dans Nature Energy examine comment la Chine, de loin le plus grand producteur de fer, d'acier, de ciment et de matériaux de construction, peut potentiellement utiliser de l'hydrogène propre (hydrogène « vert » et « bleu ») pour décarboner les secteurs HTA et contribuer à la réalisation de ses engagements de décarbonation pour 2030 et 2060 . L'hydrogène vert est fabriqué en divisant les molécules d'eau :H₂ O — en utilisant de l'électricité renouvelable, alors que l'hydrogène bleu est produit de manière conventionnelle, à partir d'énergies fossiles, mais associé à la capture et au stockage du carbone.

Le nouvel article du projet Harvard-Chine sur l'énergie, l'économie et l'environnement, un programme de recherche collaboratif américano-chinois basé à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, est la première étude à ce jour qui utilise une approche de modélisation intégrée. évaluer l'utilisation potentielle d'hydrogène propre dans le système énergétique et l'économie de la Chine, afin d'atteindre son objectif net zéro en 2060.

« Combler cette lacune dans la recherche aidera à établir une feuille de route plus claire pour le CO₂ de la Chine. réductions d'émissions", explique l'auteur principal de l'article Xi Yang, chercheur au Harvard-China Project. "Notre objectif avec cette étude était d'envisager un rôle pour l'hydrogène propre dans l'économie énergétique de la Chine, qui peut ensuite fournir une référence pour d'autres pays en développement. économies dotées d'importants secteurs de l'industrie lourde et des transports."

L'étude a évalué trois questions :Quels sont les principaux défis de la décarbonisation des secteurs HTA ? Quels sont les rôles potentiels de l'hydrogène propre à la fois comme vecteur énergétique et comme matière première dans les secteurs HTA ? Et l'application généralisée de l'hydrogène propre dans les secteurs HTA serait-elle rentable par rapport à d'autres options ?

Pour analyser la rentabilité et le rôle de l'hydrogène propre dans l'ensemble de l'économie chinoise, en mettant l'accent sur les secteurs HTA sous-étudiés, l'équipe a construit un modèle de système énergétique intégré qui inclut l'offre et la demande dans tous les secteurs. Les résultats montrent qu'une application généralisée de l'hydrogène propre dans les secteurs HTA peut aider la Chine à atteindre la neutralité carbone de manière rentable par rapport à un scénario sans production et utilisation d'hydrogène propre. L'hydrogène propre peut permettre d'économiser 1,72 billion de dollars en coûts d'investissement et d'éviter une perte de 0,13 % du PIB global (2020-2060) par rapport à une voie sans lui.

Les chercheurs ont également examiné le type d'hydrogène propre, vert ou bleu, qui serait le plus rentable. Leur étude indique que le coût moyen de l'hydrogène vert en Chine peut être réduit à 2 USD/kg d'hydrogène d'ici 2037 et à 1,2 USD/kg d'ici 2050, date à laquelle il sera beaucoup plus rentable que l'hydrogène bleu (1,9 USD/kg).

"La Chine possède de riches ressources inexploitées d'énergie solaire et éolienne, à terre et en mer", explique Chris P. Nielsen, co-auteur de l'article et directeur exécutif du projet Harvard-Chine. "Ces ressources donnent à la Chine des avantages pour développer de l'hydrogène vert à utiliser dans ses secteurs de l'industrie et des transports."

Et bien que la décarbonisation de ces secteurs difficiles à réduire soit essentielle à l'action climatique, elle peut avoir des avantages supplémentaires. De nouveaux marchés pour l'hydrogène vert pourraient également contribuer à la transition du système électrique vers des sources renouvelables. Nielsen explique que la production d'hydrogène vert le ferait en fournissant une forme relativement flexible de demande d'électricité qui n'a pas besoin d'être satisfaite instantanément, comme la plupart des charges d'électricité. Au lieu de cela, il peut souvent être programmé, au moins dans des délais courts. Une telle flexibilité de la demande est précieuse pour les gestionnaires de réseau, les aidant à s'adapter à la variabilité inhérente des sources d'énergie renouvelables lorsqu'elles sont affectées par l'évolution des conditions météorologiques. + Explorer plus loin

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