Une étude sur l’hydrogène vert met en évidence des stratégies de production offshore
(a) La capacité et l’utilisation régionales de l’éolien offshore sont illustrées par des graphiques en anneau, ainsi que le potentiel de consommation annuelle d’hydrogène utilisable par État présenté dans un graphique à bulles, les bulles étant regroupées par régions/pôles. La figure met en évidence la disponibilité d’une capacité éolienne offshore adéquate dans les différentes régions pour la production d’hydrogène. (b) La répartition sectorielle du potentiel de consommation utilisable d’hydrogène dans les États américains montre des cas d’utilisation variés selon les régions, les applications conventionnelles comme les raffineries et l’ammoniac dominant la demande dans la région du golfe du Mexique, tandis que les applications de décarbonisation émergentes contribuent à une augmentation de la part de la demande dans d’autres régions. Crédit : Sciences de l’énergie et de l’environnement (2024). DOI : 10.1039/D4EE01460J
Alors que les États-Unis sont confrontés à des défis importants pour augmenter la production d’hydrogène de manière rentable et respectueuse de l’environnement, une nouvelle étude de Cornell décrit des stratégies pour répondre jusqu’à 75 % de la future demande nationale en hydrogène en exploitant l’énergie éolienne offshore.
La demande en hydrogène devrait augmenter considérablement au cours des prochaines décennies, la production à partir de sources d’énergie renouvelables telles que les éoliennes offshore, plutôt que de combustibles fossiles, étant essentielle pour que l’hydrogène soit considéré comme « vert ». Cependant, il faudrait 0,96 térawatt de capacité éolienne offshore pour produire 75 % du potentiel de consommation d’hydrogène du pays, selon l’étude de Cornell publiée dans la revue Sciences de l’énergie et de l’environnement.
L’installation d’une telle capacité nécessiterait que les États-Unis augmentent considérablement leur utilisation de l’énergie éolienne offshore, passant d’une utilisation de seulement 1 % de leur potentiel de ressources techniques à plus de 22 %, a déclaré Fengqi You, professeur Roxanne E. et Michael J. Zak en ingénierie des systèmes énergétiques, qui a co-écrit l’étude avec l’étudiant diplômé Rishi Kaashyap Balaji.
« Il s’agit d’une augmentation massive de la production d’énergie éolienne offshore, mais la poursuite de cette approche offrirait non seulement aux États-Unis l’occasion de stimuler la croissance dans un secteur énergétique important, mais aussi de contourner les défis potentiels liés à l’utilisation des terres et de l’eau liés au développement d’infrastructures d’énergie renouvelable à grande échelle au niveau national », a déclaré Fengqi You, qui est également membre principal du corps professoral du Cornell Atkinson Center for Sustainability.
L’étude adopte une approche globale pour analyser les impacts économiques et environnementaux de la production d’hydrogène à partir de l’énergie éolienne offshore en utilisant un cadre d’optimisation, une évaluation du cycle de vie et une analyse spatiale multi-échelle. Elle examine deux méthodes de distribution (hydrogène gazeux liquéfié et comprimé) tout en intégrant les données sur la vitesse du vent et la demande d’hydrogène au niveau de l’État, entre autres paramètres.
« L’une des principales conclusions est que le transport de l’hydrogène gazeux comprimé par pipelines offre des avantages économiques et environnementaux évidents par rapport au transport d’hydrogène liquéfié », a déclaré Balaji.
« Le coût et l’énergie nécessaires pour liquéfier l’hydrogène à -253 degrés Celsius rendent la voie de l’hydrogène liquéfié très coûteuse. Cependant, cette méthode mérite d’être prise en considération, car la construction d’une infrastructure de pipelines de grande envergure pourrait s’avérer un défi monumental. »
L’étude conceptualise également les « pôles d’hydrogène offshore » – des États regroupés en régions géographiques qui s’alignent globalement sur le programme Regional Clean Hydrogen Hubs du ministère américain de l’Énergie annoncé en 2023. Les pôles comprennent l’infrastructure nécessaire à la production, au stockage et à l’utilisation finale de l’hydrogène propre, optimisant l’emplacement des installations et permettant des économies de coûts allant jusqu’à 30 % grâce à une infrastructure partagée, selon You.
« La côte Est apparaît comme une région d’intérêt majeur pour la production d’hydrogène vert à partir de l’énergie éolienne offshore en raison de la vitesse élevée du vent, de la demande régionale importante, du potentiel excédentaire abondant et des perspectives prometteuses d’établissement d’installations orientées vers l’exportation pour servir les importateurs nets d’hydrogène sur les marchés européens », a déclaré M. You.
Selon les trajectoires optimales proposées par l’étude, la production d’hydrogène en mer pourrait coûter entre 2,50 et 7,00 dollars par kilogramme, avec des émissions de gaz à effet de serre bien inférieures à la référence de 4 kilogrammes d’équivalent dioxyde de carbone. Cela donne à l’hydrogène vert le droit à des crédits d’impôt à la production en vertu de la loi sur la réduction de l’inflation, ce qui accroît encore sa compétitivité sur le marché, a déclaré M. You.
« Des politiques de soutien supplémentaires, telles que des mécanismes de tarification du carbone, seront cruciales », a ajouté M. You. « La loi Jones, vieille d’un siècle, par exemple, complique les projets offshore en exigeant des navires construits et dotés d’équipages nationaux. Pourtant, en 2020, aucun navire battant pavillon américain ne pouvait effectuer des tâches telles que l’assemblage d’éoliennes en mer. Notre travail examine l’importance de politiques flexibles pour relever ces défis pratiques pour la croissance de l’industrie. »
Plus d’information:
Rishi Kaashyap Balaji et al., En route vers la durabilité : le potentiel de l’hydrogène vert de l’éolien offshore pour la décarbonisation des côtes américaines, Sciences de l’énergie et de l’environnement (2024). DOI : 10.1039/D4EE01460J
Fourni par l’Université Cornell
Citation: Une étude sur l’hydrogène vert met en évidence des stratégies pour la production offshore (2024, 7 août) récupéré le 7 août 2024 à partir de
Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre d’information uniquement.