Mise à l'échelle de l'hydrogène vert dans un article

L’hydrogène propre est un ensemble de technologies à un stade précoce qui ont le potentiel de devenir un « couteau suisse » de décarbonisation à long terme aux États-Unis. Il peut faire progresser la décarbonation aux États-Unis en remplaçant à court terme l’hydrogène traditionnel dans les applications industrielles actuelles et en remplaçant une variété de carburants et de matières premières à long terme, mais nécessitera un soutien politique et des investissements importants pour atteindre les niveaux nécessaires. Le crédit d’impôt pour la production d’hydrogène propre inclus dans la loi sur la réduction de l’inflation (IRA) récemment adoptée constitue une étape significative vers la garantie d’une place pour l’hydrogène propre dans l’économie américaine. Aujourd'hui, l'Internal Revenue Service (IRS) est aux prises avec la mise en œuvre des réglementations relatives au crédit, en essayant de décider comment prendre en compte les émissions de gaz à effet de serre (GES) provenant de la production d'électricité utilisée pour fabriquer de l'hydrogène électrolytique (un type d'hydrogène propre, souvent appelé hydrogène vert). ).

Dans cette note, nous discutons des compromis concernant les décisions que l’IRS a devant lui. Pour que l’hydrogène vert joue un rôle dans un avenir décarboné, les États-Unis doivent acquérir aujourd’hui de l’expérience dans la construction et l’installation d’électrolyseurs à une échelle sans précédent afin d’établir une industrie nationale et de réduire les coûts. Le respect de règles restrictives pour réclamer ce crédit à court terme pourrait entraver la capacité de cette industrie à se développer, réduisant ainsi l’éventail des opportunités d’hydrogène propre à l’avenir. Dans le même temps, les décideurs politiques doivent clarifier la voie à suivre pour garantir que l’hydrogène vert réduise réellement les émissions de GES à long terme. Un modèle qui pourrait être utile aux États-Unis est l’approche de comptabilisation des GES pour l’hydrogène vert récemment définie par la Commission européenne, qui est une approche progressive au fil du temps vers des règles plus restrictives. Aux États-Unis, la flexibilité à court terme de ces règles est susceptible d’entraîner une augmentation modeste des émissions globales de GES au cours des prochaines années, mais le développement d’une industrie de l’hydrogène vert qui, à terme, adhère à des règles strictes à l’avenir peut garantir que l’hydrogène vert puisse jouer un rôle significatif dans une décarbonisation profonde.

L’hydrogène propre a le potentiel de jouer un rôle important dans une économie décarbonée en tant que carburant, matière première et moyen de stockage d’énergie dans plusieurs secteurs. Lors de recherches précédentes sur Rhodium, avant l’adoption de l’IRA, nous avons évalué les opportunités à court et à long terme pour développer efficacement l’hydrogène propre. Les plus grandes opportunités de réduction des émissions à court terme proviennent de la transition de la demande annuelle actuelle d’hydrogène d’environ 10 MMT aux États-Unis, de la production conventionnelle à base de combustibles fossiles vers des méthodes de production plus propres. Cette demande est tirée par les processus industriels, parmi lesquels les raffineries, la production d’ammoniac et la production de méthanol. Aujourd’hui, la quasi-totalité de cet hydrogène est produite via le procédé de reformage du méthane à la vapeur (SMR), qui convertit le gaz naturel en hydrogène et émet environ 100 MMT d’équivalent CO2 par an, soit un peu moins de 2 % des émissions nettes de GES des États-Unis (Figure 1). Réduire ces émissions en passant à la production d’hydrogène propre peut faire une différence légère mais mesurable dans la trajectoire de décarbonisation des États-Unis.

Au fil du temps, des réductions plus importantes des émissions peuvent provenir de la substitution de l'hydrogène propre aux combustibles fossiles existants dans de nouveaux cas d'utilisation, notamment comme carburant ou matière première industrielle et comme carburant de transport pour des applications difficiles à électrifier comme le camionnage lourd. Les plus grands avantages en matière d’émissions de l’hydrogène propre se matérialisent lorsque son utilisation est étendue à ces applications futures, par rapport à l’impact relativement faible sur les émissions de la décarbonisation de la consommation actuelle d’hydrogène.

Plusieurs voies technologiques peuvent produire de l’hydrogène avec des intensités de gaz à effet de serre (GES) considérablement plus faibles. Deux des projets les plus fréquemment évoqués sont la modernisation des SMR dotés du captage du carbone et la production d’hydrogène par électrolyse. Dans le premier cas, le CO2 peut être capté à différents stades du processus de conversion du gaz naturel en hydrogène, produisant une intensité d'émissions de production jusqu'à 99 % inférieure à la production incontrôlée de SMR - bien que les opportunités les plus économiques de captage du carbone dans ces installations soient entraîneront probablement moins de réduction des émissions. Nos recherches précédentes ont indiqué que le captage du carbone sur les installations SMR actuelles (également appelées hydrogène bleu) peut jouer un rôle dans la décarbonisation à court terme ; cependant, cette note se concentre sur l’hydrogène électrolytique produit avec de l’électricité à faibles émissions, communément appelé hydrogène vert. L'hydrogène vert utilise l'électricité en présence d'un catalyseur pour diviser l'eau en hydrogène et oxygène, n'émettant aucun CO2 au point de production. Cependant, du CO2 et d'autres GES peuvent être émis lors de la production d'électricité utilisée dans le processus.[1]