Le Colorado devient un modèle national pour l'hydrogène propre

Les défenseurs nationaux et locaux de l'énergie propre saluent le Colorado comme un chef de file dans la quête de la production d'hydrogène propre comme alternative aux combustibles fossiles sales. Leur principale preuve est une loi qui vient d'être signée par le gouverneur Polis qui définit l'hydrogène propre et réserve les crédits d'impôt publics et l'approbation de la PUC à des projets véritablement verts.

Alors, quel est le problème ? Quel hydrogène est « vert », quelles méthodes sont « bleues », lesquelles sont le « gris » redouté, et quand et où l'hydrogène est-il susceptible d'être utilisé dans des projets réels à grande échelle au Colorado ? Nous avons parlé à quelques experts pour nous aider à régler le problème.

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En quoi l'hydrogène est-il un carburant alternatif ? | Comment fonctionne le système de couleurs ? | Crédits d'impôt de l'État | Où sera-t-il probablement utilisé à grande échelle | Puis-je alimenter ma voiture avec de l'hydrogène ?

L'hydrogène pur peut être brûlé comme source de chaleur élevée, tout comme le gaz naturel, le charbon ou l'essence. Il peut également être utilisé comme alternative au gaz naturel comme « matière première » pour des industries comme la production d'engrais.

Le défi est que même si l'hydrogène est abondant - c'est la première entrée du tableau périodique - il est généralement lié à un partenaire comme l'oxygène. Il doit être divisé avant d'être utile. Le fractionnement de l'eau - H2O - est le moyen le plus propre.

Si l'hydrogène n'est pas produit proprement ou utilisé pour remplacer les sources de carburant "sales" dans les industries difficiles à décarboner comme la production de ciment, cela ne fait pas grand-chose du point de vue du réchauffement climatique. Si vous produisez de l'hydrogène avec de l'électricité produite à partir de charbon ou de gaz naturel, vous jouez l'égalité.

L'hydrogène vert est produit en séparant l'eau de l'électricité propre telle que l'énergie solaire ou éolienne, ou l'énergie hydroélectrique des barrages. Un système d'hydrogène vert signifie également un système qui n'a pas de fuites dans le pipeline littéral - l'hydrogène qui fuit prolonge la durée de vie du méthane, un gaz à effet de serre intense dans l'atmosphère. Et c'est plus écologique lorsque l'hydrogène remplace les combustibles fossiles dans un endroit qui a besoin d'une chaleur intense et toujours disponible, comme une forge en acier ou un four à ciment.

"Nous voyons certainement d'énormes opportunités autour de l'hydrogène si c'est bien fait. Mais il y a aussi d'énormes risques qui l'entourent", a déclaré Pete Budden, défenseur de l'hydrogène pour le Natural Resources Defense Council, dans une interview sur la législation du Colorado. "Il doit juste être vraiment ciblé, où vous l'utilisez et comment vous le fabriquez."

L'hydrogène gris est produit à partir de méthane (gaz naturel) et est actuellement la principale méthode de production d'hydrogène utilisé pour fabriquer des engrais à base d'ammoniac et d'autres produits chimiques industriels. Le processus libère beaucoup de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, selon le NRDC et d'autres sources à but non lucratif, telles que RMI. La production d'hydrogène gris émet 10 kilogrammes de dioxyde de carbone pour chaque kilogramme d'hydrogène produit.

L'hydrogène bleu est un intermédiaire, s'appuyant sur le méthane du gaz naturel mais capturant ensuite le dioxyde de carbone résultant et le séquestrant sous terre ou par d'autres méthodes.

Il y a aussi l'hydrogène « rose », en théorie produit par l'électricité des centrales nucléaires, qui présente des avantages en produisant moins de gaz à effet de serre mais de terribles inconvénients en produisant des déchets toxiques et en subissant d'énormes surcoûts. Puisqu'il n'y a pas de plans réalistes pour une nouvelle énergie nucléaire aux États-Unis, disent les groupes environnementaux, le rose n'entrera pas en jeu en dehors de l'Europe.

Avec de lucratifs crédits d'impôt fédéraux et étatiques et des subventions de recherche devenant disponibles pour les projets d'hydrogène, les défenseurs de l'énergie propre du Colorado voulaient mettre l'État sur le bon schéma de "couleurs" dès le départ. Le projet de loi 1281 de la Chambre indique qu'un nouveau crédit d'impôt d'État pour chaque kilogramme d'hydrogène produit ne peut aller qu'à un projet d'hydrogène propre. Cela inclut ce que la sénatrice Lisa Cutter, D-Littleton, dit être certaines des exigences de base pour l'hydrogène propre : produit avec de l'électricité propre, avec un minimum de fuites dans le transport et favorisant les projets qui utilisent de l'hydrogène là où d'autres carburants propres ne fonctionneront pas.

"Je donne une tonne de crédit à tous les sponsors du projet de loi et au Bureau de l'énergie du Colorado pour avoir vraiment travaillé dur pour être à l'écoute de tous les groupes environnementaux, et faire toujours ce que nous devions faire pour pouvoir puiser dans" le nouveau financement fédéral, dit Cutter. "Nous avons vraiment dû travailler dur pour enfiler l'aiguille avec les groupes environnementaux. Je ne serais jamais du côté opposé."

Parmi les autres sponsors du projet de loi figuraient la représentante Brianna Titone, D-Arvada, la représentante Stephanie Vigil, D-Colorado Springs et le sénateur Kevin Priola, D-Henderson.

Le projet de loi charge également la Commission des services publics de mettre en place un processus d'examen des projets d'hydrogène proposés par des services publics appartenant à des investisseurs comme Xcel Energy. La PUC devra examiner comment les nouveaux projets sont payés, si les coûts sont imputés aux consommateurs ou aux actionnaires de l'entreprise.

Ces services publics devraient également signaler à la PUC l'impact potentiel d'un projet d'hydrogène sur les communautés touchées de manière disproportionnée, qui ont déjà subi les conséquences de la pollution des services publics et de la pollution industrielle tout au long de l'histoire du Colorado. Et les services publics devraient continuer à rendre compte des économies de gaz à effet de serre et d'autres aspects de leurs projets.

Le libellé du projet de loi est déjà considéré comme un modèle national à suivre par d'autres régulateurs d'État, selon le NRDC et d'autres groupes.

Les paramètres prudents "encourageront une industrie de l'hydrogène robuste et renouvelable à long terme, alignée sur le climat, et non quelque chose qui va être un feu de paille ou qui n'aurait pas la crédibilité de véritables réductions d'émissions que ces garde-corps peuvent réellement offrir ", a déclaré Bouden.

Le Colorado fait actuellement équipe avec d'autres États du sud-ouest pour devenir une « plaque tournante de l'hydrogène » officiellement sanctionnée par le gouvernement fédéral. Gagner ce statut ouvrirait les portes à davantage de subventions de recherche, de développement et d'immobilisations pour lancer de grands projets d'hydrogène ici. L'adoption d'une législation étatique réfléchie peut aider les chances du Colorado, disent les défenseurs.

Difficile à décarboner : Les industries qui dépendent de la chaleur toujours disponible dans les milliers de degrés ne sont pas facilement commutées vers des sources renouvelables comme les éoliennes ou les parcs solaires. Les chercheurs travaillent sur des méthodes de production à plus basse température, mais elles restent expérimentales. Les aciéries et les cimenteries sont connues comme des industries « têtues » ou difficiles à décarboner. EVRAZ Steel à Pueblo et les fours à ciment de Pueblo, Florence et Lyon comptent parmi les plus grands producteurs de gaz à effet de serre du Colorado.

L'hydrogène pourrait être idéal dans de tels endroits, car la localisation de la production d'hydrogène à côté d'une usine industrielle massive élimine une partie du risque de fuite pendant le transport par pipeline. L'hydrogène peut brûler aux températures élevées nécessaires pour les fours et les forges, et ces usines sont déjà habituées à travailler avec des régulateurs pour contrôler les émissions autres que le carbone.

Les services publics du Colorado prévoient d'atteindre une réduction de 80 % des émissions de carbone d'ici 2030, a noté Alana Miller du NRDC. Pour obtenir les 20% suivants d'ici 2040, comme prévu, l'hydrogène devra probablement être dans le mélange, a-t-elle déclaré.

Produits chimiques : La production d'engrais pour l'agriculture américaine est un processus chimiquement intensif. Actuellement, l'ammoniac nécessaire à la création d'engrais est généralement fabriqué avec de l'hydrogène raffiné à partir de gaz naturel. L'utilisation d'hydrogène produit proprement à partir d'eau et d'électricité renouvelable réduirait considérablement les émissions de carbone de l'agriculture.

Utilitaires, comme alimentation de pointe ou de secours: Lorsque les énergies renouvelables solaires et éoliennes produisent un excédent pour le réseau, cette électricité propre peut être utilisée pour séparer l'eau en hydrogène, qui peut ensuite être stocké pendant des périodes beaucoup plus longues que l'énergie des batteries électriques.

Lors des pics de demande d'énergie, ou lorsque le soleil ne brille pas, l'hydrogène peut être brûlé plus proprement que le gaz naturel pour produire de l'électricité de pointe ou de secours pour le réseau. Les services publics pourraient stocker de l'hydrogène pendant des mois ou plus pour aider à lisser les pics de coûts saisonniers du gaz naturel du type qui a brûlé les consommateurs du Colorado à l'hiver 2022-23.

La combustion de l'hydrogène ne crée pas de carbone en excès, mais elle peut augmenter les émissions d'oxyde d'azote, qui sont contrôlées par l'EPA et contribuent au problème d'ozone Front Range du Colorado. Toute combustion d'hydrogène à grande échelle devrait inclure des mesures de protection contre les NOx, affirment les partisans.

Camions lourds et autres transports longue distance : Les coûts et les besoins de stockage de l'hydrogène ont plus de sens pour alimenter les camions lourds, les trains ou les navires de haute mer. Certains constructeurs de camions travaillent sur des modèles à hydrogène. L'hydrogène peut être rechargé aussi rapidement que l'essence et le diesel, ce qui présente certains avantages par rapport aux taux de recharge électrique actuels.

Les défenseurs de l'environnement sont mitigés sur les possibilités de transport : "L'électrification arrive, elle s'améliore si vite que nous ne voulons pas encore appeler un gagnant là-dedans", a déclaré Budden. "Et il y a un risque à mettre tous vos œufs dans le panier à hydrogène en ce qui concerne ces camions."

Pas de sitôt. La Californie possède quelques stations de ravitaillement en hydrogène, mais la plupart des constructeurs automobiles considèrent les modèles à hydrogène comme expérimentaux, bien différents de la production accélérée de véhicules électriques grand public.

AAA Colorado travaillait avec des développeurs d'énergie hydrogène pour localiser une station qui alimenterait les véhicules de secours AAA ainsi qu'un accès public potentiel. L'État a maintenant aidé à financer ce projet par New Day Hydrogen, et la société travaille sur un emplacement Globeville-Elyria-Swansea. Ces quartiers seraient mieux adaptés au développement de l'hydrogène pour l'industrie du camionnage et des entrepôts, fortement concentrés le long des autoroutes 70, 25 et 270. New Day Hydrogen dit qu'il a six grands opérateurs de flotte qui manifestent de l'intérêt en plus d'AAA, et leur objectif est d'ouvrir un station-service en 2025.

Les utilisations de l'hydrogène par les consommateurs, comme les voitures, pourraient ne pas être la meilleure application du matériau pendant longtemps, selon les experts. Les autorités fédérales, étatiques et locales sont occupées à injecter de l'argent dans l'infrastructure publique de recharge pour les véhicules électriques, qui sont prêts, attrayants et compétitifs en ce moment.

"Nous ne voulons pas voir la construction d'énormes réseaux de ravitaillement en hydrogène pour doubler le montant des investissements que nous devons faire", a déclaré Budden. "Si nous ne voulons pas gaspiller beaucoup d'argent."

Mise à jour : Cette histoire a été mise à jour le 5 juin 2023, avec plus d'informations sur une potentielle station de ravitaillement publique pour véhicules à hydrogène dans le nord de Denver.

Michael Booth est un journaliste du Colorado Sun couvrant la santé, la politique de santé et l'environnement. Courriel : [email protected] Twitter : @MBoothDenver