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La ville de demain sera-t-elle alimentée à l’hydrogène ?

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L’hydrogène est pressenti comme une solution énergétique “verte” incontournable dans les prochaines décennies. Transports publics et individuels, production et stockage d’électricité, les innovations se multiplient dans le monde pour mettre l’hydrogène au cœur de notre quotidien.

En Europe, dans le sillage de l’annonce en juillet dernier par l’Union européenne (UE) de son plan pour l’hydrogène propre, les États membres européens ont mis l’hydrogène en tête de leurs priorités d’investissement dans le cadre de la relance économique post-Covid-19. La France et l’Allemagne ont annoncé vouloir consacrer respectivement 7 et 9 milliards d’euros de fonds publics au cours des dix prochaines années à la création d’une industrie de l’hydrogène. Que ce soit pour l’aérien, le ferroviaire, les camions ou les véhicules légers, l’hydrogène apparaît pour certains comme l’alternative rêvée au diesel notamment.

Connu et maîtrisé depuis longtemps, l’hydrogène est l’élément chimique le plus répandu dans l’univers. Il se trouve dans l’eau (H2O), les biodéchets, le bois, ainsi que les combustibles fossiles comme le charbon, le gaz naturel et le pétrole. Aujourd’hui, 95% de l’hydrogène utilisé pour l’industrie est extrait de combustibles fossiles. La priorité est donc de décarboner la production d’hydrogène. Parmi les différentes manières de le produire, l’électrolyse est à prioriser ; c’est une méthode de division des molécules d’eau en hydrogène et oxygène à l’aide d’électricité. Lorsque cette électricité est produite à partir d’énergies renouvelables, nous obtenons de l’hydrogène vert sans émissions de carbone.

Alors, à quoi ressemblerait une ville alimentée à l’hydrogène ?

Les villes représentent plus de 70% des émissions mondiales de carbone alors qu’elles n’occupent que 2% de la surface terrestre. Elles consomment également plus des deux tiers de l’énergie du globe.

Une telle ville peut être définie comme toute ville qui intègre l’hydrogène dans son économie et ses infrastructures pour réduire les émissions de carbone. Les points clés d’intégration comprennent le stockage d’énergie, le transport et l’industrie.

Avec son potentiel de zéro émission et son applicabilité à tous les secteurs énergétiques, l’hydrogène devrait jouer un rôle clé dans les économies décarbonées à l’avenir. Les décideurs politiques commencent à soutenir l’hydrogène en tant qu’outil dans leur boîte à outils de politique énergétique. Par exemple, la France a présenté sa feuille de route sur l’hydrogène, le Japon passe à une société alimentée à l’hydrogène, et la Corée du Sud vise à devenir un chef de file dans son développement en tant que source d’énergie alternative.

En développant un écosystème pour une économie de l’hydrogène, la Corée du Sud se concentre sur l’augmentation de la production et de l’utilisation de véhicules à hydrogène, l’établissement d’un écosystème pour sa production et sa distribution et des technologies associées, et l’expansion de la production de piles à combustible. La vision du gouvernement est soutenue par des entreprises industrielles clés, notamment le groupe Hyundai Motors qui prévoit d’investir 7,6 billions de wons (6,7 milliards de dollars) dans le cadre de son «FCEV Vision 2030» et fait partie du consortium HyNet pour construire 100 nouvelles stations de ravitaillement en hydrogène en Corée du Sud d’ici 2022.

La décision de la Corée du Sud d’investir dans le développement d’une économie basée sur l’hydrogène correspond également aux besoins nationaux. En annonçant la feuille de route de l’économie de l’hydrogène de la Corée du Sud, le président Moon Jae-in a exposé trois raisons de poursuivre cette économie : la croissance économique, la sécurité énergétique et l’environnement.

La Corée du Sud souhaite donc créer 3 villes à hydrogène d’ici 2022 : les « villes à hydrogène » utiliseront l’hydrogène comme carburant pour les principales fonctions urbaines telles que le refroidissement, le chauffage, l’électricité et les transports. Avec ces projets pilotes, la Corée du Sud ambitionne d’avoir d’ici 2040, 40% des gouvernements locaux qui seront des villes à hydrogène.

Au Japon, Toyota souhaite construire la ville du futur

Toyota a annoncé son intention de construire au Japon au pied du Mont Fuji, sur un terrain de 71 hectares, la ville du futur. Appelée « Woven City » (la ville tissée), elle aura un écosystème totalement connecté, durable, alimenté essentiellement en énergie par de l’hydrogène.

Le réseau sera organisé comme un maillage organique donnant son nom à la ville. Seuls des véhicules électriques, à hydrogène et à batteries, et autonomes pourront emprunter les axes principaux. Les livraisons et les transports seront assurées par des véhicules autonomes et des drones.

La ville sera «un laboratoire vivant» avec de vrais activités et de vrais habitants. Elle abritera des habitants et des chercheurs, 2.000 personnes au début, qui y vivront en permanence et pourront tester et développer des technologies comme la robotique autonome, la mobilité individuelle sans émissions de gaz à effet de serre, les maisons et les infrastructures totalement connectées, le contrôle numérique en temps réel de toutes les infrastructures de la ville.

Toyota souligne que construire entièrement une ville, même à une petite échelle, est une opportunité unique pour améliorer et développer les technologies du XXIème siècle. Ainsi, les personnes, les robots, les bâtiments et les véhicules seront tous connectés les uns aux autres et communiqueront au travers de capteurs et de données. Cette infrastructure va notamment permettre au constructeur automobile de tester l’intelligence artificielle de ses véhicules et du réseau à la fois de façon virtuelle et réelle. Toyota a l’intention de proposer à des partenaires privés et universitaires et à des scientifiques du monde entier, de participer à l’expérience.

Woven City sera dessinée par l’architecte danois Bjarke Ingels. Son cabinet, Bjarke Ingels Group, a conçu des projets de grande renommée comme la deuxième tour du World Trade Center de la ville de New York, la Lego House au Danemark ou le siège de Google à Mountain View en Californie.

Woven City aura trois types de rues, celles pour les véhicules rapides, celles pour les véhicules lents, les piétons et la mobilité personnelle et celles pour la promenade et les personnes à mobilité réduite. La ville sera totalement durable et la plupart des bâtiments seront construits en bois en utilisant les méthodes traditionnelles japonaises et des systèmes de production robotisées. Toutes les habitations disposeront de robots domestiques pour aider à accomplir les tâches domestiques. Les toits seront couverts de panneaux solaires et participeront avec des piles à combustible, alimentées en hydrogène, à fournir de l’énergie à la ville et à ses habitants. On trouvera enfin dans les rues et les parcs de la végétation naturelle et des cultures hydroponiques. Le projet doit démarrer début 2021…

Transports, chauffage, industrie, production d’électricité, stockage d’énergie, l’hydrogène renouvelable est aujourd’hui capable de prendre sa place dans la ville de demain, dans un monde tourné vers des solutions zéro carbone. Mais de nombreux défis restent à relever comme par exemple l’approvisionnement ou encore le transport pour un déploiement à grande échelle…

 

Et en France ?

La France consomme aujourd’hui 1 million de tonnes d’hydrogène par an, principalement à partir de gaz fossile. Elle s’est fixée comme objectif dans la loi de décarboner la production, sans toutefois adopter les mesures pour les atteindre. Les objectifs fixés consistent en l’atteinte d’un taux d’hydrogène “bas-carbone” de 10 % à horizon 2023, et entre 20 et 40 % à horizon 2030.