Hydrogène : quelle quantité d’eau est nécessaire à la production de cette énergie durable?
04 mars 2025
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La production d’hydrogène requiert de l’eau industrielle, diverses sources d’énergie, une bonne planification et la réutilisation de l’eau
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±Ê²¹°ùÌýShiladitya Basu,ÌýEric HershÌý±ð³ÙÌýBryan Mason
Jamais dans l’histoire l’eau n’a été pensée pour servir de matière première fiable à long terme pour la production d’énergie. Il s’agit d’un compromis pour passer des formes d’énergie classiques aux nouvelles formes d’énergie. D’une part, les émissions de carbone diminuent, mais d’autre part, la demande en eau industrielle augmente.
La quantité d’eau sur la planète est limitée, il est donc essentiel de l’utiliser à bon escient. Comme il n’est pas possible de créer plus d’eau, il faut répondre à la demande par une meilleure planification globale, par la réutilisation de l’eau et par l’utilisation de sources d’eau industrielle non classiques. Compte tenu de la forte demande en eau, de nombreux clients se tournent vers la réutilisation des eaux usées. Même certaines des sources les plus nocives, comme l’eau produite par les champs pétrolifères, ouvrent la voie à l’obtention de droits de réutilisation de l’eau à long terme.
Vous savez sans doute que les systèmes d’énergie et d’eau sont interdépendants. Mais connaissez-vous l’ampleur de la croissance de la demande pour chacun d’eux? L’augmentation des besoins en eau industrielle suivra celle de la demande en énergie. Cela vaut également pour les nouvelles formes d’énergie à faible teneur en carbone comme l’hydrogène. L’hydrogène jouera un rôle crucial dans la transition énergétique et dans la réduction des émissions mondiales de gaz à effet de serre. De plus, la demande des centres de données qui soutiennent les outils d’intelligence artificielle fera augmenter les besoins en énergie. Pour que l’énergie se développe et reste fiable, abondante et abordable, ²ÝÝ®´«Ã½ collabore avec ses clients pour prendre en compte les ressources en eau industrielle dans la planification de leurs projets.
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Les besoins en eau industrielle augmentent à mesure que croît la demande en énergie.
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Le rôle de l’hydrogène
L’utilisation de l’eau pour produire de l’hydrogène à faible intensité de carbone peut faire partie de la solution énergétique mondiale. L’hydrogène est une ressource abondante, dense en énergie et facile à transporter, contrairement aux énergies éolienne et solaire dont le transport et le stockage peuvent être difficiles. L’hydrogène produit par électrolyse de l’eau, en utilisant l’électricité pour séparer l’oxygène et l’hydrogène, est propre et efficace.
L’hydrogène à faible intensité de carbone et ses dérivés sont donc des solutions qui peuvent avoir une incidence sur certaines étapes de la chaîne d’approvisionnement en énergie. Ils peuvent contribuer à décarboner des secteurs comme le transport en commun, le transport maritime, les engrais et les industries lourdes telles que l’acier, le béton et les produits chimiques. Selon l’organisme américain National Petroleum Council, l’utilisation à grande échelle de l’hydrogène à faible intensité de carbone pourrait contribuer à réduire de 8 % les émissions dans les efforts pour atteindre l’objectif de carboneutralité. La combustion de l’hydrogène avec l’oxygène atmosphérique produit de l’eau, plutôt que du CO2.
C’est pourquoi de nombreuses entreprises, collectivités et nations choisissent de se lancer dans la production l’hydrogène. Le National Petroleum Council s’attend à ce que la production augmente de manière significative dans les années à venir. L’organisme prévoit une croissance de 200 % à 800 % d’ici 2050 aux États-Unis.
" }L’utilisation de l’eau pour produire de l’hydrogène à faible intensité de carbone comme carburant peut faire partie de la solution énergétique mondiale.
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Les défis liés à la production de l’hydrogène
Pour que la production d’hydrogène progresse, il faut d’abord évaluer les défis liés à sa production. En voici quelques-uns :
- Création d’un marché de l’hydrogène et participation de clients prêts à agir rapidement.
- Obtention du soutien des collectivités pour de nouvelles installations industrielles et l’utilisation de nouveaux procédés comme le captage et le stockage du carbone.
- Construction d’infrastructures de transport d’électricité.
- Établissement d’un accès fiable et à long terme à un approvisionnement en eau industrielle.
Le département de l’Énergie des États-Unis (DOE) a pour objectif une production américaine de 50 millions de tonnes d’hydrogène par an. Le DOE indique que plus de trois mille milliards de gallons d’eau supplémentaires par an seront nécessaires pour approvisionner cette nouvelle industrie de carburant propre. Cela équivaut à environ neuf fois la demande annuelle en eau de la ville de New York, le plus grand réseau d’approvisionnement en eau des États-Unis.
Sources d’approvisionnement en eau
Les eaux industrielles proviennent souvent du détournement de l’eau de surface et du pompage de l’eau souterraine. À l’avenir, il faudra adopter des pratiques plus rigoureuses en matière de gestion des eaux industrielles. Pour assurer un approvisionnement fiable et à long terme, il est nécessaire de trouver des solutions innovantes et des stratégies de réutilisation. Voici quelques sources d’eau industrielle :
- Eaux usées municipales
- Eau de mer et eaux souterraines saumâtres dessalées
- Eaux usées industrielles (y compris les eaux des champs pétrolifères, si possible)
- Eau réutilisée et eau provenant de la combustion de l’hydrogène
Les nouvelles utilisations industrielles de l’eau, la production et le transport d’hydrogène, ainsi que le captage et le stockage du carbone entraînent des répercussions sur la sécurité, l’économie et l’environnement. Les règlements encadrant ces industries évoluent, et les entités fédérales, provinciales et locales y jouent un rôle clé. Par exemple, l’utilisation de l’hydrogène comme carburant n’est pas nouvelle, mais l’industrie n’a pas encore établi s’il fait partie de la catégorie du gaz naturel, du pétrole ou d’une autre catégorie de carburant. Tous ces types de carburants sont réglementés différemment. Les autorités suivent de près ces nouvelles industries, de sorte que les réglementations continueront d’évoluer en fonction des besoins.
Notre rôle consiste à mener des études, auxquelles certains d’entre vous ont participé, pour mieux comprendre les secteurs concernés par la transition énergétique.
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Une installation de production d’hydrogène.
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La création d’une économie axée sur l’hydrogène, avec des pôles qui deviendront le centre d’un nouvel écosystème dans l’industrie de l’énergie, amènera une importante utilisation des ressources locales. Et c’est particulièrement vrai pour l’eau industrielle. La production d’hydrogène à faible intensité de carbone accroît l’importance d’avoir une source d’eau fiable en raison de son utilisation en tant que matière première. L’approvisionnement et l’élimination écoresponsables de l’eau industrielle seront un défi à relever dès les premières étapes de la planification des projets. Ces étapes devraient être d’une importance égale à celles portant sur la disponibilité de l’énergie et les accords d’enlèvement.
Lors de la planification de nouveaux projets liés à l’hydrogène, il est essentiel d’évaluer l’emplacement et les risques liés à l’eau. Il est probable que l’installation aura une durée de vie de plus de 20 ans. Il faut donc tenir compte de la disponibilité et des droits de captation de l’eau pour assurer un approvisionnement fiable pendant cette période. Ces projets s’accompagnent également de difficultés liées à l’obtention de permis, à l’évacuation de l’eau et à l’acceptation des parties prenantes et des collectivités concernées par l’utilisation de l’eau (autrement dit, l’acceptabilité sociale). D’autres sources d’eau pourraient offrir des avantages sur les plans de la disponibilité à long terme, des coûts, des autorisations et de l’acceptabilité sociale. Elles devraient assurément être prises en considération. Il faut envisager des solutions profitables à chaque partie, comme la détection des fuites et la réutilisation de l’eau afin d’améliorer la gestion de l’eau et la résilience de l’approvisionnement.
Alors que l’industrie cherche à augmenter la production d’énergie tout en réduisant les émissions, il est indispensable de soutenir les ressources en eau industrielle qui permettent d’effectuer cette transition. Pour répondre à la demande croissante en énergie, faisons preuve de créativité pour trouver les sources d’eau qui l’alimenteront.
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de ²ÝÝ®´«Ã½.
À propos des auteurs :
Shiladitya aide ses clients des secteurs de l’énergie, des produits chimiques et de la fabrication à trouver des solutions aux défis liés à l’eau. Il possède des compétences en matière de membranes et de procédés chimiques, et travaille sur des projets où son ²ÝÝ®´«Ã½ et son leadership sont déterminants.
Ingénieur en ressources hydriques possédant 19 ans d’expérience, Eric a travaillé avec des clients gouvernementaux et privés sur la planification et la gestion des ressources en eau. Il a participé à divers projets, depuis les études sur l’approvisionnement en eau jusqu’à la planification en fonction d’objectifs de développement durable.
Bryan dirige une équipe de scientifiques de l’environnement et gère une série de projets environnementaux liés au pétrole et au gaz, aux énergies renouvelables, à la transition énergétique et au développement industriel.
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