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SOMMAIRE EXÉCUTIF AOÛT 2020 ÉTUDE SUR LE POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE DU DÉVEL

SOMMAIRE EXÉCUTIF AOÛT 2020 ÉTUDE SUR LE POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE DU DÉVELOPPEMENT DE LA FILIÈRE DE L’HYDROGÈNE AU QUÉBEC ET SON POTENTIEL POUR LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE Ce document ne devrait pas être cité directement. Référence à citer Philippe A. Tanguy, Louis Fradette, Jamal Chaouki, Mania Neisiani, Oumarou Savadogo, 2020. Étude sur le potentiel technico-économique du développement de la filière de l’hydrogène au Québec et son potentiel pour la transition énergétique – Volet A : Portrait régional, canadien et international actuel de l'économie de l'hydrogène. Rapport préparé pour Transition énergétique Québec. Polytechnique Montréal, 80 p. Mania Neisiani, Oumarou Savadogo, Louis Fradette, Jamal Chaouki, Philippe A. Tanguy, 2020. Étude sur le potentiel technico-économique du développement de la filière de l’hydrogène au Québec et son potentiel pour la transition énergétique – Volet B : Revue de littérature technico-économique de l’hydrogène : de la production à l’utilisation. Rapport préparé pour Transition énergétique Québec. Polytechnique Montréal, 150 p. Philippe A. Tanguy, Louis Fradette, Jamal Chaouki, Mania Neisiani, Oumarou Savadogo, 2020. Étude sur le potentiel potentiel technico-économique du développement de la filière de l’hydrogène au Québec et son potentiel pour la transition énergétique – Volet C : Propositions pour le déploiement de l’hydrogène vert au Québec. Rapport préparé pour Transition énergétique Québec. Polytechnique Montréal, 30 p. Centre international de référence sur le cycle de vie des produits, procédés et services (CIRAIG), 2020. Étude sur le potentiel technico-économique du développement de la filière de l’hydrogène au Québec et son potentiel pour la transition énergétique – Volet D : Propositions pour le déploiement de l’hydrogène vert au Québec. Rapport préparé pour Transition énergétique Québec. Polytechnique Montréal, 46 p. [en ligne] : https://transitionenergetique.gouv.qc.ca/expertises/hydrogene Dépôt légal Bibliothèque nationale du Québec ISBN : 978-2-550-78545-3 (PDF) ÉTUDE SUR LE POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE DU DÉVELOPPEMENT DE LA FILIÈRE DE L’HYDROGÈNE AU QUÉBEC ET SON POTENTIEL POUR LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE SOMMAIRE EXÉCUTIF i Sommaire exécutif / Août 2020 / POLY La présente étude réalisée pour le compte de Transition Énergétique Québec et du Ministère de l’Énergie et des Ressources Naturelles a comme mandat de décrire et d’analyser le portrait actuel et les enjeux de développe- ment du secteur de l’hydrogène. Le principal objectif de cette démarche est d’établir une base de réﬂexion technico-économique pour permettre de guider le développement éventuel d’une action publique, d’identiﬁer les cré- neaux les plus porteurs quant à la place de l’hydrogène vert dans le contexte de la transition énergétique du Québec et de dégager des pistes pour le développement de projets pilotes visant l’adoption de l’hydrogène dans la société québécoise. Dans ce cadre, une étude bibliographique ciblée portant princi- palement sur les développements économiques, techniques et politiques du secteur de l’hydrogène dans le monde a été réalisée en se concentrant sur les trois dernières années. Par ailleurs, les principaux acteurs de l’écosystème de l’hydrogène au Québec ont été consultés, ce qui a permis de boniﬁer l’étude bibliographique et de faire apparaître des opportunités d’affaires potentielles ainsi que des stratégies de déploiement dans plusieurs secteurs économiques. SOMMAIRE ii POLY / Sommaire exécutif / Août 2020 Analyse du cycle de vie American Society of Mechanical Engineers Bureau de normalisation du Québec Capital expenditure (dépenses d’investissement de capital) Centres collégiaux de transfert de technologie Dioxyde de carbone Gaz à effet de serre Hydrogène Institut de recherche sur l’hydrogène Kilogrammes Kilowatt-heure Ministère de l’Économie et de l’Innovation Ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles Mégawatt Oxygène Operating expense (frais d’exploitation) Transition énergétique Québec Underwriters Laboratories of Canada Université du Québec à Trois-Rivières Véhicules électriques à pile à combustible LISTE DES ABRÉVIATIONS ET SIGLES ACV ASME BNQ CAPEX CCTT CO2 GES H2 IRH Kg KWH MEI MERN MW O2 OPEX TEQ ULC UQTR VÉPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Sommaire exécutif / Août 2020 / POLY VOLET A : PORTRAIT RÉGIONAL, CANADIEN ET INTERNATIONAL ACTUEL DE L'ÉCONOMIE DE L'HYDROGÈNE L’accroissement de la demande en énergie, en particulier dans les pays en développe- ment, la pression des enjeux climatiques et le développement d’une plus grande conscience environnementale entraînent une évolution profonde du système éner- gétique actuel. Cette transition énergétique qui privilégie l’utilisation d’énergies renou- velables déployables à grande échelle et à un coût abordable, est un phénomène mondial et couvre de nombreux usages dont la mobi- lité surtout en milieu urbain, le chauffage et les activités du secteur tertiaire. Dans le domaine industriel, la décarbonation du système énergétique par électriﬁcation di- recte est plus complexe en l’état actuel des technologies en particulier dans les procé- dés de l’industrie lourde qui font appel à des températures élevées. Dans tout système énergétique, la faculté de pouvoir stocker l’énergie est indispen- sable pour assurer la sécurité d’approvi- sionnement et l’équilibre entre l’offre et la demande. La gestion du réseau électrique est une autre dimension à prendre en consi- dération, la production devant s’adapter instantanément à la demande voire l’anti- ciper. L’hydrogène est considéré comme une solution à l’ensemble de ces enjeux, en jouant à la fois le rôle de vecteur énergé- tique comme substitut aux hydrocarbures et de moyen de stockage d’énergie. L’hydrogène n’existant quasiment pas à l’état pur sur la planète, il faut donc le pro- duire par transformation de ressources naturelles contenant des molécules d’hy- drogène. Ce n’est donc pas une énergie au sens littéral du terme mais bien un vecteur énergétique au même titre que l’électricité. Sa nature chimique le rend très attrayant car il peut être stocké massivement pendant plusieurs mois si nécessaire et transporté sous forme liquide ou gazeuse de manière très semblable au gaz naturel. Sa nature moléculaire lui permet également de réa- gir avec d'autres éléments tels le carbone et l'azote (ou leurs dérivés) pour fabriquer des produits à valeur ajoutée, des carburants synthétiques (électrocarburants), du gaz naturel de synthèse et des intermédiaires en chimie industrielle. POWER-TO-X Le concept de Power-to-X décrit le principe de la conversion de l’électricité d’origine re- nouvelable en un vecteur énergétique ou un produit chimique. Suivant la voie utilisée, X peut être : • UN GAZ (Power-to-Gas) comme l’hydrogène pur ou le méthane ; • UN CARBURANT LIQUIDE DE SYNTHÈSE (Power-to-Liquid ou Power-to-Fuels) comme le diesel, le kérosène ou le méthanol ; • L’AMMONIAC (Power-to-Ammonia) ; • DES INTERMÉDIAIRES ou des produits chimiques pour l’industrie (Power-to-Chemicals). Le Power-to-Gas permet techniquement de coupler un réseau de distribution d’élec- tricité à un réseau de distribution de gaz naturel, ce qui rend les réseaux interopé- rables (Sector Coupling). Sauf à se limiter à la production d’hydrogène pur, le Power-to-X nécessite une source de carbone qui réagissant avec de l’hydrogène permettra de synthétiser X (l’ammoniac nécessite pour sa part de l’azote). C’est en fait tout l’intérêt de cette approche qui permet de recycler et de valoriser en pro- duits utiles du CO2 généré par les activités industrielles qui autrement serait émis dans l’atmosphère. 2 POLY / Sommaire exécutif / Août 2020 MARCHÉ DE L’HYDROGÈNE Le Québec s’est doté d’objectifs ambitieux de décarbonation de son économie. Dans ce contexte, l’hydrogène vert pourrait jouer un rôle important dans la réalisation des objec- tifs de transition énergétique. Compte tenu du bilan en gaz à effet de serre du Québec, les secteurs suivants devraient être ciblés en priorité : • LES TRANSPORTS LOURDS ET LA MOBILITÉ INTENSIVE ; • LA PRODUCTION D’ÉLECTROCARBURANTS OU DE GAZ DE SYNTHÈSE ; • LA DÉCARBONATION DES PROCÉDÉS INDUSTRIELS ; • LE STOCKAGE DE L’ÉNERGIE ; • L’ALIMENTATION ÉNERGÉTIQUE DES SITES ISOLÉS NON CONNECTÉS AU RÉSEAU ÉLECTRIQUE. Il existe une grande variété de ressources énergétiques capables de produire de l’hy- drogène : • LES COMBUSTIBLES FOSSILES (hydrocarbures, charbon) en utilisant le vaporeformage ou la pyrolyse ; • LES COMBUSTIBLES RENOUVELABLES (biomasse, cultures non alimentaires, déchets organiques) en utilisant la voie thermochimique (gazéification ou pyrolyse) ; • LES ÉNERGIES RENOUVELABLES INTERMITTENTES (éolienne ou solaire) OU CONTINUES (géothermique, hydraulique) en association avec l’électrolyse. Seuls le vaporeformage, la gazéiﬁcation de la biomasse ou de déchets organiques ur- bains ou agricoles et l’électrolyse de l’eau sont des technologies industrielles ou très proches de leur phase de commercialisation qui permettent de produire de l’hydrogène à grande échelle. En chimie industrielle, certains procédés (par ex. chlore-soude et chlorates) coproduisent également de l’hy- drogène qui peut donc être valorisé. En uploads/Finance/ etude-hydrogene-sommaire.pdf