L’hydrogène : une nouvelle source d’innovation dans le secteur canadien de l’énergie renouvelable

Francis Campbell, analyste, Recherche, Investir au Canada

street sign indicating electric and hydrogen stations ahead

Le monde entame une transition énergétique sans précédent et le Canada, dont les secteurs de l’hydrogène et des technologies propres sont en plein essor, est bien positionné pour mener la marche. Cette semaine, au sommet virtuel sur les technologies gazières (GasTech Virtual Summit), les chefs de file mondiaux du secteur de l’énergie se réunissent virtuellement pour parler de cette transition dans le cadre de laquelle le Canada jouera un rôle de premier plan. Producteur dominant du secteur des produits pétroliers et gaziers depuis des décennies, notre pays doit miser sur l’innovation dans des secteurs énergétiques comme celui de l’hydrogène pour demeurer en tête dans les années à venir.

Le Canada s’est engagé à réduire ses émissions de gaz à effet de serre (GES) de 30 % (par rapport aux niveaux de 2005) d’ici 2030. De plus, le gouvernement fédéral élabore actuellement un plan visant à atteindre un niveau zéro émission nette d’ici 2050. Il s’agit d’une cible ambitieuse, mais aussi d’une occasion en or pour les secteurs novateurs canadiens de prendre les devants. Les technologies propres occuperont certainement une grande place dans la transition énergétique du Canada et le secteur de l’hydrogène se révèle encore une fois essentiel pour atteindre les cibles fixées.

Qu’est-ce que l’économie de l’hydrogène?

Le concept de l’économie de l’hydrogène, qui a été proposé pour la première fois dans les années 1970, désigne un modèle économique au sein duquel l’hydrogène remplacerait les combustibles fossiles à base de carbone. Dans ce modèle théorique, l’économie utiliserait l’hydrogène comme vecteur énergétique, ce qui éliminerait le besoin d’utiliser des combustibles fossiles et permettrait du même coup de réduire les émissions de dioxyde de carbone et d’assurer l’autonomie énergétique. À l’époque, l’accent était mis sur la commercialisation de véhicules à piles à combustible et la création d’une infrastructure de distribution. 

Maintenant que ce modèle théorique est mis en application, le secteur de l’hydrogène pourrait contribuer de manière significative à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à générer des emplois spécialisés, tout en améliorant la qualité de l’air.

Le secteur canadien de l’hydrogène

Le concept de l’économie de l’hydrogène a beaucoup évolué au cours des dernières années. La vision du secteur a transcendé la commercialisation à long terme des véhicules à piles à combustible pour privilégier les marchés à court terme où l’on peut déployer les produits de la filière en utilisant la technologie actuelle tout en réduisant les besoins en infrastructure, notamment en ce qui a trait au transport commercial long-courrier, aux industries travaillant avec des températures élevées (p. ex. métallurgie) et au chauffage d’immeuble à grande échelle.

Le Canada est l’un des plus grands producteurs d’hydrogène dans le monde et les entreprises locales et étrangères établies au Canada mettent au point des applications et des technologies industrielles novatrices. À plus petite échelle, un grand nombre d’entreprises prennent leur place sur le marché :

  • L’entreprise Ballard Power Systems en Colombie-Britannique mène le secteur des piles à hydrogène depuis plus de 40 ans.
  • L’entreprise manitobaine New Flyer, le plus grand fabricant d’autobus en Amérique du Nord, s’est lancée dans la production d’autobus fonctionnant à l’hydrogène.
  • L’entreprise ontarienne Hydrogenics est le chef de file mondial en matière de production d’hydrogène destinée aux établissements industriels et commerciaux, de piles à hydrogène et de solutions de stockage d’énergie à grande échelle.
  • L’entreprise américaine Air Products détient plus de 50 ans d’expérience dans le secteur de l’hydrogène et mène la marche dans le secteur des technologies de l’hydrogène.
  • L’entreprise française Air Liquide, qui participe activement à la transition énergétique en tant que fournisseur d’hydrogène et de solutions connexes, est le premier producteur et distributeur de gaz industriels au Canada.

La chaîne d’approvisionnement du secteur de l’hydrogène

De manière générale, la chaîne d’approvisionnement du secteur de l’hydrogène est similaire, peu importe l’endroit : elle débute par une grande source d’énergie, puis passe par les technologies de production, le stockage, le transport et, finalement, l’approvisionnement des infrastructures des utilisateurs finaux. Historiquement, l’hydrogène était produit à partir de gaz naturels et d’autres combustibles fossiles, mais en raison de la chute des prix, les producteurs cherchent maintenant à se tourner vers des énergies renouvelables pour stimuler une croissance verte. Les sources d’énergie doivent être assez puissantes et abondantes pour alimenter les technologies de production, comme le reformage à la vapeur du méthane, la gazéification et l’électrolyse. Une fois produit, l’hydrogène doit être stocké, souvent au moyen de processus de liquéfaction et de compression. Ensuite, l’hydrogène peut être transporté par camion, train ou pipeline pour approvisionner les stations et être utilisé pour diverses applications commerciales ou industrielles, tout en limitant les émissions de gaz à effet de serre.

De l’hydrogène gris à l’hydrogène vert

La méthode de production de l’hydrogène est d’une importance capitale. Actuellement, la majorité de l’hydrogène produit est obtenu en soumettant des gaz naturels à des températures extrêmes afin d’en séparer les éléments, un processus qui génère une quantité importante de gaz à effet de serre. Ce processus donne ce qu’on appelle de l’« hydrogène gris ». Malheureusement, les effets néfastes sur l’environnement du processus de production de l’hydrogène gris pourraient en annuler les effets bénéfiques. L’hydrogène peut toutefois être « bleu », grâce à des méthodes de capture et de séquestration du carbone, ou (idéalement) « vert », si sa production est entièrement dérivée de sources renouvelables.

L’hydrogène bleu et l’hydrogène vert présentent des avantages pour les producteurs canadiens. À long terme, une fois que le processus de production d’hydrogène vert sera économiquement viable, de nombreuses provinces, comme la Colombie-Britannique, le Manitoba, l’Ontario et le Québec, pourront bénéficier d’une source d’énergie renouvelable et abordable en période creuse (la principale source d’énergie étant l’hydroélectricité).

Bâtir un secteur de l’hydrogène concurrentiel sur le marché

Le principal obstacle au succès du secteur de l’hydrogène dans le monde est actuellement son prix. Les coûts associés à l’hydrogène en font une option peu abordable par rapport aux autres solutions sur le marché. Selon le récent rapport Path to Hydrogen Competitiveness: A Cost Perspective du Hydrogen Council (une coalition internationale constituée de plus de 80 entreprises), la production et la distribution d’hydrogène à grande échelle, de même que la fabrication de composantes et de pièces à grande échelle, pourraient entraîner une diminution du coût des solutions énergétiques tirant parti de l’hydrogène de 50 % d’ici 2030. Dans de nombreuses applications, l’hydrogène pourrait donc compétitionner avec les autres sources d’énergie à faibles émissions de carbone.

D’importantes baisses de prix sont prévues dans un avenir rapproché. L’hydrogène pourrait s’avérer être une excellente option de décarbonisation pour les secteurs du transport de marchandises lourdes et sur de longues distances, du chauffage industriel et de la production de matières premières (qui comptent pour près de 15 % de la consommation énergétique mondiale). Une telle trajectoire de coûts est principalement attribuable à des économies d’échelle, soit une chute des coûts associés à la production d’hydrogène renouvelable à faibles émissions de carbone, de plus faibles coûts de distribution et d’approvisionnement en raison de l’effet d’échelle sur l’utilisation des infrastructures, et une chute du coût des composantes nécessaires à l’usage final. Un tel scénario requiert toutefois beaucoup de travail, ce qui signifie aussi que les occasions d’affaires abondent.

Les stratégies du Canada en matière d’hydrogène

Le gouvernement du Canada s’est engagé à mettre en place une stratégie exhaustive en matière d’hydrogène, ce qui témoigne de l’intention du gouvernement fédéral de miser sur l’hydrogène dans le cadre de l’atteinte de sa cible de zéro émission nette de gaz à effet de serre d’ici 2050. Considérant que le Canada est déjà un important producteur de gaz et d’énergies renouvelables, cette stratégie pourrait être axée sur le financement de la production d’hydrogène bleu et d’hydrogène vert.

En plus des initiatives fédérales, le gouvernement de l’Alberta souhaite diriger la production d’hydrogène bleu au pays. Premier producteur de gaz naturel en importance au Canada, la province possède déjà une solide fondation dans le domaine. Le plan de développement du secteur de l’hydrogène de la province, qui sera publié à l’automne, visera aussi à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à diversifier l’économie.

En 2019, la International Energy Agency (IEA) a publié un rapport présentant une évaluation de l’état actuel du secteur de l’hydrogène à l’échelle mondiale ainsi que de son orientation quant aux perspectives d’avenir. Selon ce rapport, les secteurs de l’hydrogène bleu et de l’hydrogène vert connaîtraient une croissance sans précédent au niveau politique et commercial, ainsi qu’une intensification des normes et des projets connexes. Conclusion : c’est le moment idéal d’investir dans les technologies de l’hydrogène, ce qui permettrait d’en réduire les coûts et d’en étendre l’utilisation.

Les technologies utilisant l’hydrogène comme combustible ne sont pas nouvelles. Toutefois, comme on constate un intérêt renouvelé sur les marchés nationaux et internationaux pour l’hydrogène, les entreprises sont maintenant plus enclines à surmonter les obstacles et à saisir les occasions de croissance et d’investissement associés à ce secteur très prometteur.

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