Les combustibles fossiles ont permis à l’humanité de faire d’énormes progrès, d’innover et de prospérer. Aussi bénéfique que l’énergie fossile ait été pour nous, des façons plus durables d’accélérer le progrès se développent. Les énergies renouvelables prennent le relais des combustibles fossiles et, grâce à la chimie responsable de Chemours, elles sont sur le point de créer une toute nouvelle économie.
Un tournant historique
Les sources d’énergie renouvelables représentent une part de plus en plus grande du mix énergétique et, en partie en raison de la pandémie de COVID-19, ce changement s’est accéléré.
Les modifications engendrées par la pandémie dans notre façon de vivre, de travailler et de nous divertir permettent de réduire les émissions1. Le secteur des transports consomme beaucoup moins de carburant qu’auparavant2 et ce sera probablement encore le cas durant les prochaines années si les changements des modes de travail et de vie se cristallisent. Le télétravail, par exemple, semble devenir la norme.
Le transport n’est pas le seul secteur concerné. L’ensemble du secteur de l’énergie a été frappé3, notamment les investissements dans les infrastructures renouvelables et les innovations, mais les sources d’énergie propre doivent déjà rivaliser avec leurs ancêtres fossilisés, en tant que source d’énergie privilégiée du futur4. Les estimations prévoient que 90 % de la nouvelle production d’énergie en 2020 proviendront de sources renouvelables5. La pression sociale et le simple aspect économique combinés constituent un moyen de rendre les sources d’énergie renouvelable plus attrayantes, surtout à une époque où la flexibilité et les coûts sont essentiels.
Mais les énergies solaire et éolienne suffisent-elles ?
Favoriser une économie basée sur l’hydrogène
Si nous voulons réduire considérablement nos émissions, nous devons faire disparaître le carbone de la production d’énergie, et une économie basée sur l’hydrogène permettra d’y arriver. En utilisant l’énergie renouvelable pour produire de l’hydrogène, nous pouvons créer un système énergétique sans émission. Et ainsi, nous pouvons surmonter l’un des rares inconvénients de l’énergie renouvelable et ouvrir la voie à une économie énergétique mondiale pour la prochaine normalité.
Les sources d’énergie renouvelable telles que les énergies solaire et éolienne sont intermittentes. Elles génèrent de l’énergie lorsque le vent souffle et que le soleil brille et elles dépendent de fluoropolymères avancés tels que les revêtements en Teflon™ et les lubrifiants de haute performance Krytox™ pour assurer un bon fonctionnement. Mais que se passe-t-il lorsque le soleil se cache ou que le vent faiblit ? Que faites-vous si un jour ensoleillé ou de grand vent permet de produire plus d’énergie que vous ne pouvez en stocker ? L’hydrogène trouve alors toute son utilité.
La chimie essentielle au service de l’énergie
En raison des remarquables propriétés chimiques des matières échangeuses d’ions telles que les membranes et dispersions échangeuses de protons de type Nafion™, nous pouvons convertir instantanément les énergies solaire et éolienne en hydrogène propre. Les membranes de type Nafion™ nous permettent d’associer l’énergie excédentaire des sources renouvelables à de l’eau et d’en obtenir ses composants par électrolyse : l’hydrogène et l’oxygène. L’hydrogène ainsi obtenu est un carburant presque parfait. Cette conversion produit de la chaleur de grande qualité tout en n’émettant que de la vapeur d’eau pure.
Les processus industriels énergivores peuvent utiliser l’hydrogène comme matières premières pour les secteurs où il est difficile de réduire, tels que la sidérurgie et la production d’ammoniaque, actuellement alimentés en grande partie par du charbon6. En fait, l’hydrogène peut finir par alimenter l’ensemble de la fabrication et remplacer le coke dans la réduction du minerai de fer.
La fabrication se déroule généralement à l’abri des regards, mais l’une des utilisations les plus en vue de l’hydrogène est déjà en passe de populariser davantage l’énergie obtenue grâce à l’hydrogène. En fait, lorsque la plupart des gens pensent à l’énergie hydrogène, ils pensent probablement aux voitures, bus et camions fonctionnant avec des piles à combustible hydrogène. Mais cet hydrogène nécessite des membranes de grande qualité pour fonctionner correctement et de manière fiable, et les membranes et dispersions de type Nafion™ sont parfaitement adaptées pour continuer à faire tourner les roues.
L’hydrogène peut également être utilisé dans les foyers. Le mieux dans tout cela est que, dans certains cas, il est possible d’utiliser l’infrastructure de gaz naturel existante. Injecter l’hydrogène dans le réseau de gaz signifie qu’on peut l’utiliser pour le chauffage résidentiel ou industriel avec un minimum de modernisation.
Puissance maximale
Passer à une économie basée sur l’hydrogène semble être une tâche colossale, mais la technologie est déjà en place. Les membranes essentielles telles que le Nafion™ sont résistantes et performantes pour supporter les conditions difficiles que l’on trouve dans les usines de taille industrielle et les mauvais traitements quotidiens infligés aux voitures, camions et bus.
Le défi est de taille. Le coût de la fabrication d’hydrogène chutera avec la production à grande échelle d’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelable et l’électrolyse de l’eau. La combinaison d’un soutien coordonné pour le développement de l’hydrogène dans la chaîne de valeur et de l’élaboration de politiques permettra de réduire plus rapidement les coûts, comme ça a déjà été le cas pour les énergies solaire et éolienne.
Cependant, les choses bougent. L’Union européenne a par exemple lancé un projet de portée régionale en ce sens, permettant de remplacer les combustibles fossiles par de l’hydrogène généré à partir d’énergies renouvelables. En passant à une économie basée sur l’hydrogène, l’UE espère réduire les émissions de carbone de 45 % d’ici 2030 et arriver à zéro émission nette d’ici 20507.
Elle souhaite également augmenter le nombre de véhicules alimentés par des piles à combustible, passant de 1 million à 17 millions d’ici 2040 et réduisant ainsi considérablement les émissions de carbone8. Après tout, le transport constitue le tiers de l’ensemble des émissions de CO29.
L’administration présidentielle à venir aux États-Unis semble désireuse de suivre l’impulsion de l’UE en œuvrant pour une économie sans carbone. Elle prévoit d’investir 2 billions de dollars dans les énergies solaire et éolienne au cours des quatre prochaines années, avec pour objectif d’éliminer le carbone du secteur énergétique américain d’ici 2035, avec zéro émission nette d’ici 205010.
Le développement de l’énergie renouvelable permettra d’engendrer davantage d’énergie excédentaire pour fabriquer de l’hydrogène, réduisant les coûts et augmentant la compétitivité de l’énergie renouvelable. Nous devrons alors bientôt mettre à jour le vieil adage : Si le soleil brille déjà pour tout le monde, l’hydrogène aussi nous chauffera bientôt tous.
