Energies Renouvelables
Optimiser le Transport de l’Hydrogène pour les Villes Intelligentes
Optimiser le Transport de l’Hydrogène pour les Villes Intelligentes :
Innovations pour les Interconnexions Vertes du Maroc dans la Production d’Hydrogène, d’Ammoniac et de Kérosène
À l’aube du XXIe siècle, les villes intelligentes se tournent vers des solutions énergétiques durables pour répondre aux défis environnementaux croissants [1, 2]. Parmi ces solutions, l’hydrogène se distingue comme une pierre angulaire dans la transition énergétique [3], notamment pour les interconnexions vertes du Maroc [4]. Cet article explore les technologies de transport de l’hydrogène et examine comment l’optimisation de ces technologies peut favoriser la production d’hydrogène, d’ammoniac et de kérosène de manière durable, en mettant en lumière l’innovation nécessaire pour soutenir le développement des villes intelligentes.
L’hydrogène est considéré comme une alternative prometteuse aux combustibles fossiles, en raison de sa capacité à réduire les émissions de CO2 lorsqu’il est utilisé comme source d’énergie. Dans le contexte
des villes intelligentes, l’hydrogène peut être utilisé pour décarboner l’agriculture [5], alimenter les transports, les bâtiments et les industries, tout en jouant un rôle crucial dans le stockage de l’énergie et l’équilibrage des réseaux électriques [6].
Les technologies de transport de l’hydrogène sont un élément clé pour permettre l’utilisation de ce vecteur énergétique à grande échelle et réduire les émissions de gaz à effet de serre dans les transports.
Différentes solutions existent, chacune avec ses avantages et inconvénients.
Pour les courtes et moyennes distances, les pipelines et les camions sont les plus adaptés. Ils bénéficient d’une technologie éprouvée et de coûts de transport relativement faibles, mais sont limités dans leur portée et nécessitent des investissements importants dans les infrastructures.
L’ammoniac (NH3) est un vecteur énergétique liquide qui permet de transporter de grandes quantités d’hydrogène sur de longues distances. Liquide à température et pression ambiantes, il est facile à stocker
et transporter. Cependant, il est toxique et corrosif, nécessite des précautions particulières et une étape de craquage pour récupérer l’hydrogène, ce qui réduit l’efficacité globale.
Les LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) sont des molécules organiques liquides qui peuvent absorber et restituer de l’hydrogène de manière réversible. Relativement sûrs et peu coûteux, ils peuvent
être transportés avec des véhicules ordinaires. Mais la déshydrogénation nécessite beaucoup de chaleur et d’énergie, et leur production entraîne des émissions supplémentaires de CO2.
Enfin, l’hydrogène liquéfié (LH2) offre une haute densité énergétique adaptée aux longues distances. Mais le processus énergivore de liquéfaction (30% de l’énergie de l’hydrogène), les réservoirs cryogéniques nécessaires et les pertes par évaporation pendant le transport et le stockage sont autant de défis à relever.
En définitive, le choix de la technologie dépendra des quantités à transporter, des distances, des coûts et des contraintes locales. Des efforts de R&D sont encore nécessaires pour améliorer l’efficacité et réduire les coûts de ces différentes solutions de transport de l’hydrogène [4].
Pour améliorer l’efficacité des technologies de transport de l’hydrogène, plusieurs innovations sont en cours : (i) Développement de nouveaux matériaux pour les réservoirs d’hydrogène et les pipelines afin de réduire les coûts et les risques de fuites; (ii) Avancées dans les systèmes de réfrigération pour le transport liquide, visant à réduire la consommation d’énergie; (iii) Conception de systèmes modulaires pour le stockage et le transport de l’hydrogène, permettant une flexibilité et une adaptation à différentes échelles et besoins.
Le Maroc, riche en ressources renouvelables, est bien positionné pour jouer un rôle clé dans la production d’hydrogène vert [3]. Le pays dispose d’un potentiel considérable pour générer de l’électricité à partir de l’énergie solaire et éolienne, qui peut être utilisée pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau.
L’ammoniac, qui peut être produit à partir de l’hydrogène vert, est un vecteur énergétique clé et un ingrédient essentiel pour les fertilisants. Le Maroc peut développer des installations pour produire de l’ammoniac et exploiter son potentiel pour le commerce international.
Le kérosène synthétique produit à partir de l’hydrogène vert offre une alternative durable au kérosène conventionnel, réduisant ainsi l’impact environnemental du secteur aérien [4].
Pour réaliser ces ambitions, le Maroc doit développer une infrastructure de transport et de distribution efficace pour l’hydrogène, l’ammoniac et le kérosène. Cela inclut : (i) la construction de pipelines et de réseaux de distribution adaptés aux nouveaux vecteurs énergétiques ; (ii) le développement de partenariats avec d’autres pays et entreprises pour échanger des connaissances, technologies, et capitaux ; (iii) le soutien à l’innovation pour améliorer les technologies existantes et en développer de nouvelles.
La transition vers une économie énergétique durable est cruciale pour le développement des villes intelligentes et pour le futur énergétique du Maroc. En optimisant les technologies de transport de l’hydrogène et en développant des infrastructures adaptées, le Maroc peut non seulement répondre à ses besoins énergétiques croissants mais aussi devenir un acteur clé sur le marché international de l’hydrogène et des produits associés. Les innovations dans ce domaine ouvriront la voie à des interconnexions vertes, favorisant un avenir énergétique plus propre et plus durable.
Références :
[1] Bouramdane, A.-A. (2023). Optimal Water Management Strategies: Paving the Way for Sustainability in Smart Cities. Smart Cities, 6, 2849-2882. https://doi.org/10.3390/smartcities6050128
Alternative Energies and Atomic Energy Commission) », https://doi.org/10.2516/stet/2024021 [3] Bouramdane, A-A. (2023). Crafting an Optimal Portfolio for Sustainable Hydrogen Production Choices in Morocco. Fuel.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130292 [4] Bouramdane, A-A. (2024). « Chapter 22: Understanding and Optimizing Hydrogen Transport Technologies for 21st Century Smart Cities: Innovation for Morocco’s Green Interconnections in Hydrogen, Ammonia, and Kerosene Production ». In Emerald Publishing, The Emerald Handbook of Smart Cities in the Gulf Region: Innovation, Development, Transformation, and Prosperity for Vision 2040, ISBN: 9781836082934. https://books.emeraldinsight.com/book/detail/the-emerald-handbook-of-
smart-cities-in-the-gulf-region/?k=9781836082934 [5] Bouramdane, A-A. (2023), « L’Oasis d’Hydrogène Vert Pour Une Agriculture Marocaine Durable », La Jaune et la Rouge N°790, Le Magazine des Alumni de l’École Polytechnique, Dossier : Environnement et Société. URL: https://www.lajauneetlarouge.com/loasis-dhydrogene-vert-pour-une-agriculture-marocaine-durable/
Le numéro 790 est disponible en ligne: https://www.lajauneetlarouge.com/wp-content/uploads/2023/11/JR_790.pdf [6] Capurso, T., Stefanizzi, M., Torresi, M., & Camporeale, S. (2022). Perspective of the Role of Hydrogen in the 21st Century Energy Transition. Energy Conversion and Management.
Par Ayat-Allah Bouramdane (PhD)
Enseignante-Chercheure à l’Université Internationale de Rabat (Collège I&A – LERMA lab).
