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Utilisation de l’hydrogène au Canada

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Les possibilités d’utilisation de l’hydrogène au Canada sont aussi variées que les façons d’y parvenir. L’adoption de l’hydrogène visera les applications à forte intensité énergétique où ce combustible offre des avantages par rapport aux autres options sans carbone. Cela comprend l’utilisation de l’hydrogène comme carburant pour les transports de longue distance et la production d’électricité, comme source de chaleur dans les industries et les bâtiments, et comme matière première pour les processus industriels lourds, notamment la fabrication d’acier et de ciment. Le recours à l’hydrogène au pays sera essentiel pour soutenir le secteur canadien de pointe de l’hydrogène et des piles à combustible ainsi que pour atteindre nos objectifs en matière de changements climatiques.

Transportation

Transport

L’hydrogène peut être utilisé pour tous les modes de transport même si certains, comme les véhicules routiers, sont plus avancés que d’autres. Les applications dans les secteurs du camionnage, du transport ferroviaire, du transport maritime et de l’aviation ont des cycles d’utilisation à forte intensité énergétique et de longues distances, ce qui rend l’hydrogène idéal pour ces secteurs. Pour tous ces modes de transport, l’hydrogène peut être utilisé directement dans une pile à combustible ou peut être brûlé seul ou avec des mélanges de combustibles.

Étant donné que l’infrastructure de ravitaillement peut être coûteuse, les applications pour les parcs de véhicules retournant à leur point de départ, notamment les véhicules moyens et lourds comme les autobus, les camions de livraison et les camions de marchandises, ou les endroits où il y a de multiples utilisations, comme les ports et les applications minières, peuvent assurer une demande adéquate d’hydrogène pour réduire les coûts.

Sur la route : véhicules légers et lourds

L’hydrogène peut être utilisé directement comme carburant dans les véhicules électriques à pile à combustible (VEPC), lesquels ont un rendement deux fois supérieur à celui des moteurs à combustion et ne dégagent aucune émission nocive. Les VEPC offrent des possibilités pour les longues distances et des temps de ravitaillement rapide en plus d’être bien adaptés aux plus grandes plateformes de véhicules particuliers et commerciaux.

Le gouvernement du Canada a établi des objectifs à l’échelle nationale afin d’accroître le taux de véhicules à émission zéro dans les ventes annuelles de véhicules de 10 % d’ici 2025, de 30 % d’ici 2030 et de 100 % d’ici 2040. En plus des véhicules électriques à batterie, les véhicules électriques à pile à combustible joueront un rôle important pour atteindre ces objectifs nationaux.

L’Initiative pour le déploiement d’infrastructures pour les véhicules électriques et les carburants de remplacement de Ressources naturelles Canada contribue à lever les obstacles à la mise en place de postes de ravitaillement en hydrogène à usage public. En mars 2020, le programme a sélectionné aux fins de financement 837 chargeurs rapides pour véhicules électriques, 23 postes de ravitaillement en gaz naturel et 8 postes de ravitaillement en hydrogène. Par ailleurs, de nouveaux investissements dans des postes de ravitaillement accessibles au public sont également soutenus par la Colombie-Britannique et le Québec et offrent de grandes possibilités dans les secteurs du transport routier longue distance et de marchandises.

Autres applications dans le domaine des transports

Transport des marchandises

En Amérique du Nord, déjà plus de 35 000 chariots élévateurs à fourche alimentés par des piles à hydrogène sont utilisés pour déplacer des marchandises. Il y a bon nombre d’autres possibilités pour assurer le déplacement des marchandises, tant dans les navires que dans les wagons.

Les ports offrent non seulement des solutions pour les navires, depuis le ravitaillement jusqu’à l’alimentation à quai des navires, mais aussi des solutions pour décarboniser l’équipement et les véhicules diesel lourds également utilisés dans les ports, notamment les camions de factage, les ponts portiques, les chariots cavaliers et les dispositifs d’aiguillage de gare de triage.

Exploitation minière

L’hydrogène peut également réduire la dépendance au diesel, ou le remplacer lorsqu’utilisé pour la production d’électricité, tant en surface que sous la terre et alimenter les véhicules lourds dans les exploitations minières du Canada, réduisant ainsi les émissions de gaz d’échappement comme le monoxyde de carbone, les oxydes d’azote et les matières particulaires. L’utilisation souterraine d'équipement minier à pile à combustible à émission zéro peut éventuellement réduire les besoins en ventilation, lesquels représentent 30 à 40 % du coût total d’exploitation d’une mine.

Rail

Les trains diesel produisent des émissions de gaz à effet de serre qui accentuent grandement le réchauffement climatique et, dans les régions urbaines, des émissions de contaminants atmosphériques locaux. Les trains à hydrogène propulsés par des piles à combustible permettent une transition progressive vers l’électrification puisqu’ils permettent d’utiliser les voies existantes sans modification et sans avoir à mettre en place une infrastructure d’électrification supplémentaire.

Marine

L’Organisation maritime internationale (OMI) vise une importante réduction des émissions dans l’industrie du transport maritime et mise sur l’ammoniac (fabriqué à partir d’hydrogène renouvelable) et l’hydrogène utilisé directement comme carburant pour décarboniser l’industrie du transport maritime. Des projets pilotes, bien qu’ils soient à leur début, ont lieu dans le monde entier dans ce secteur. Les premières applications comprennent les traversiers, les remorqueurs et les barges côtières et fluviales.

Aviation

L’hydrogène a une densité énergétique gravimétrique élevée qui offre un important avantage en tant que carburant pour l’aviation ou peut être utilisé pour alimenter les systèmes de bord avec une pile à combustible, réduisant considérablement la consommation totale de carburéacteur. Bien que pas encore commercialisées, diverses applications, telles que pour les véhicules aériens sans pilote (UAV) ou drones jusqu’aux systèmes de propulsion des avions pilotés, en sont à la phase d’étude et de projets pilotes.

Power

Production d’électricité

L’hydrogène peut être utilisé comme combustible pour produire de l’électricité, par sa combustion dans des turbines ou son utilisation dans des centrales fixes à piles à combustible. L’hydrogène peut être produit à partir d’énergie renouvelable hors pointe et variable en plus d’être utilisé comme mécanisme de stockage accroissant la résilience du réseau.

Power and heat

Chaleur pour l’industrie et les bâtiments

En tant que combustible, l’hydrogène est une molécule dont la combustion est plus propre et peut être utilisée à la place des combustibles fossiles lorsque de la chaleur de haute température est nécessaire pour les processus industriels et dans l’environnement bâti. Le mélange d’hydrogène et de gaz naturel peut être utilisé dans bon nombre d’applications à la place du gaz naturel pur, notamment pour produire de la chaleur. L’utilisation directe de l’hydrogène propre ou de mélange avec du gaz naturel ou d’autres combustibles fossiles contribuera à réduire les émissions de carbone.

Feedstock for industry

Matières premières pour l’industrie

À l’heure actuelle, l’hydrogène est principalement utilisé, tant au Canada qu’à l’étranger, comme matière première dans des secteurs industriels à fortes émissions, notamment le raffinage du pétrole, la production d’ammoniac, la production de méthanol et la production d’acier. La majeure partie de cette matière première à base d’hydrogène est actuellement produite par reformage du méthane à la vapeur sans captage ni stockage du carbone. L’hydrogène propre offre une grande possibilité pour ces industries de réduire l’intensité en carbone de leurs produits et leurs émissions totales.

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