Le Japon sur le chemin de l’hydrogène et… du nucléaire

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coal mine by Parolan Harahap(CC BY-NC 2.0)

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Le Japon sur le chemin de l’hydrogène et… du nucléaire

Publié le 2 septembre 2018
- A +

Par Michel Gay.

L’hydrogène produit avec du lignite et importé d’Australie !

L’archipel nippon, qui est déjà un gros importateur de gaz naturel liquéfié (GNL), semble se préparer à des importations massives d’hydrogène liquide depuis l’Australie, avec des navires dédiés à construire.

Ce serait un exploit industriel car il s’agit de développer un coûteux bâtiment spécifique capable de maintenir 2500 mètres cubes d’hydrogène liquide à -250°C…

Par comparaison, le gaz naturel ne doit être maintenu qu’à « seulement » -173°C : la différence est considérable.

La « civilisation hydrogène » est parfois parée de vertus indues… L’hydrogène est un vecteur énergétique qui n’existe pas industriellement à l’état naturel. Il faut donc produire ce gaz avec une « véritable » source d’énergie abondante et bon marché.

Or, les énergies renouvelables s’avèrent coûteuses…

L’hydrogène issu du gaz naturel coûte moins de 2 €/kg, alors que celui obtenu par électrolyse coûte environ 20 €/kg. Le coût de production est réparti entre l’amortissement des investissements (5 €/kg) et l’électricité consommée (15 €/kg).  Il faut en effet 100 kWh d’électricité (à 10 c€/kWh, prix d’ami) pour produire un kg d’H2 qui contient 33 kWh d’énergie chaleur.

Certains industriels comme Engie ou Air-Liquide parient sur l’hydrogène parce qu’ils le produiront (comme actuellement) avec du gaz naturel (méthane).

L’hydrogène issu massivement de l’électrolyse est bien trop cher et ne sera pas utilisé commercialement avant longtemps, et probablement jamais.

Le Japon et l’Australie ont résolu ce problème : ils produiront l’hydrogène à partir de lignite !

Le lignite (un charbon de mauvaise qualité) sert aujourd’hui à produire un bon tiers de l’électricité allemande, comme dans des centrales autour de la mine de Gartzweiler.

L’Australie a beaucoup de lignite qui, gazéifiée en hydrogène permettra au Japon de jouer les vertueux en matière de climat et de pollution… puisque sa combustion ne rejette que de l’eau.

Quelles émissions de CO2 ?

Les émissions de CO2 constituent un problème global (mondial) et les émissions australiennes ne peuvent pas être séparées de celles du Japon.

Compte tenu de la mauvaise qualité du charbon-lignite, il faut au moins émettre 16,5 kg de CO2 pour obtenir un kg d’hydrogène. Ensuite il faut le liquéfier et le transporter.

Au final1, un kg d’hydrogène aura émis presque 2 kg de CO2 en Australie pour produire un kWh d’électricité au Japon, le double d’une centrale au charbon !

L’archipel nippon se sera donné une apparence verte au prix de fortes émissions de gaz à effet de serre en Australie où le CO2 serait stocké (technique dite CCS). Mais il n’y a AUCUNE installation industrielle au monde qui stocke du CO2. Tous les projets d’envergure ont été abandonnés en raison des surcoûts, du faible rendement thermodynamique, et de la difficulté à trouver un stockage souterrain acceptable pour l’éternité.

Les nombreux « projets hydrogène » sont le plus souvent portés par des « gaziers » et le caractère « renouvelable » de leur démarche est un affichage. Le prix de revient réel de l’hydrogène ainsi obtenu est rarement évoqué.

Le chemin du nucléaire

Le gouvernement japonais a approuvé le 3 juillet 2018 un plan de relance du nucléaire visant à atteindre une proportion d’environ 20 % d’électricité d’origine nucléaire à l’horizon 2030. Cette part n’était que de 2 % fin 2017, et de 30 % avant le tsunami en 2011. Ce dernier a causé 20 000 morts et a conduit à l’arrêt de toutes les centrales nucléaires (qui n’ont provoqué aucun décès) pour remise aux normes.

Sur les 54 réacteurs du pays, 9 ont été redémarrés et produisent actuellement de l’électricité.

La compagnie japonaise Tepco plaide pour de nouvelles mises en chantier. Elle a annoncé récemment « lancer l’étude géologique pour la construction d’une nouvelle unité à Higashidori » dans le nord de l’archipel, car de nouvelles centrales nucléaires seront nécessaires pour atteindre cet objectif de 20 %.

Le Japon s’engage aussi à augmenter en parallèle les énergies renouvelables qui devront atteindre jusqu’à 24 % du mix électrique à cette échéance contre 15 % aujourd’hui. Cependant, plus de la moitié de la production d’électricité (56 %) reposera toujours sur… le charbon, le pétrole et le gaz.

Ce pays est ainsi le premier importateur mondial de gaz naturel liquéfié (GNL), notamment depuis le Qatar.

Dans ce nouveau plan, le Japon s’engage à réduire de 80 % ses émissions de gaz à effet de serre entre 2013 (au plus fort de ses émissions suite à l’arrêt des centrales nucléaires) et 2050.

Les Japonais disposent de peu de moyens pour produire de l’électricité décarbonée. Il leur est difficile de compter sur des éoliennes et du solaire intermittents alors qu’ils sont  deux fois plus nombreux que la population de la France sur les 2/3 de sa surface, avec une consommation électrique également double.

Le nucléaire, qui n’émet pas de CO2, devient alors un moyen indispensable.

Le Japon prévoit donc de redémarrer progressivement ses réacteurs nucléaires. C’est un virage complet par rapport à la politique du précédent gouvernement qui avait pris l’engagement de les mettre tous à l’arrêt d’ici 2039.

Si le nucléaire semble promis à un bel avenir au Japon pour consommer moins d’énergies fossiles, la volonté d’importation d’hydrogène issu du lignite australien est pour le moins … « étrange ».

  1. La production d’hydrogène (H2) consomme en amont 75 % à 90 % de l’énergie produite par une autre source d’énergie (nucléaire, vent, soleil, biomasse,…) pour n’en livrer que 10 à 25 % à l’utilisateur final à un coût élevé, et pour longtemps. En négligeant les pertes (évaporation, émissions du navire transporteur,…), un kg H2 (qui contient 33 kWh d’énergie) produira 15 à 25 kWh d’électricité. Une pile à combustible produira 17 kWh. Au final, un kg H2 aura émis en amont jusqu’à 28 kg de CO2 pour une production d’électricité d’environ 17 kWh, soit 1,6 kg de CO2 par kWh électrique « restitué ».
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  • Il faudrait corriger l’article. Le nucléaire n’a pas causé 20000 morts au Japon. C’est le tsunami suivi du tremblement de terre. Pour rappel, les vagues sont allées jusqu’à 5km dans les terres….

    Concernant le nucléaire, les rapports ont indiqués un an plus tard, une estimation il me semble de 600 personnes… et des morts pas liés aux radiations forcements mais plus par rapport aux conditions de travail.

    Mr Gay, j’aime bien vos articles mais là si vous ne le corrigez pas avec une erreur aussi énorme, je ne vais pas le partager dans mon réseau…

    Cordialement,
    Frédéric

    • « le tsunami en 2011. Ce dernier a causé 20 000 morts « 
      Ce dernier, c’est le tsunami, pas le nucléaire.

    • …30 % avant le tsunami en 2011. Ce dernier a causé 20 000 morts et a conduit à l’arrêt de toutes les centrales nucléaires (qui n’ont provoqué aucun décès) pour remise aux normes ».
      Ce qui est écrit est exact : c’est le tsunami qui a causé 20.000 morts et il est bien écrit que « les centrales nucléaires n’ont provoqué aucun décès ».
      Désolé si une lecture rapide peu faire croire le contraire.

  • le japon n’est pas dirigé par des politicards incultes de gauche et des idéologues bornés, il prévoit déjà le futur.

    • bof c’est pas l’impression qu’ils donnent en lisant l’article..

      • qu’ils donnent : les dirigeants japonais

      • Si justement, on sait très bien que les énergies intermittentes ne sont pas la solution, puisque non régulières et de faible rendement, elles ne produisent du courant qu’un tiers du temps pour les éoliennes, et les solaires pas la nuit. Si on passe aux voitures électriques il n’y a pas assez d’énergie pour les recharger. Faut réfléchir un peu avant d’écrire des sottises!

        • Avant de se ruer pour souffler dans les bronches des autres (comme d’hab j’ai envie d’écire), dans l’article je lis en plus du projet hydrogène que le Japon s’engage à introduire dans leur mix énergétique jusqu’à 24% d’énergies renouvelables.
          Et ben ce serait la France on aurait 150 commentaires « tape dessus ».
          Faut réfléchir un peu en lisant..

    • d’un autre coté, si pour faire de l’électricité à partir de la lignite l’étape de l’hydrogène ne permet de faire que 3 fois moins de kwh que directement avec de la lignite, alors l’étape hydrogène est une stupidité.

      • L’histoire de l’hydrogène est très probablement un projet de R&D « à la japonaise » qui permet aux industriels de recevoir des subventions sans qu’il y ait la moindre perspective d’industrialisation derrière. Dans le genre, j’ai vu la propulsion MHD, les aéroports flottants, et quelques autres. Mais par rapport aux Français, les Japonais savent enterrer leurs échecs et reprendre les plans B, au point qu’on se demande si ça n’était pas leur intention initiale. Là, le plan B serait donc de redémarrer les centrales nucléaires…

        • Pensez-vous vraiment que les subventions « R&D » sans perspective industrielle sont l’apanage des japonais?

          • Non, mais il n’y a qu’eux pour le faire dans le cadre de méga-projets à l’air ambitieux. Le qualificatif « à la japonaise » est parfaitement compris dans le milieu de la R&D technologique depuis les années 80, et ne s’est à ma connaissance jamais appliqué à un projet français ou européen. Nous, nous mettons une pomme à l’arrosoir…

  • Merci à Michel Gay pour cet article pertinent et bien argumenté.
    Il semble évident que les besoins actuels et futurs en énergie doivent être mis en adéquation avec les couts de production, ceci, n’en déplaise aux bobos rentiers et irresponsables!

  • la volonté d’importation d’hydrogène

    Il faudra voir si construire un hydrogènier est faisable et surtout rentable. Disparition de navires à prévoir, parce que déjà le méthane n’est pas facile à transporter… Des Hindenship à prévoir? Ce n’est donc pas pour de suite, et la fièvre aura le temps de retomber. D’ici là, la méthanisation aura peut-être fait un pas décisif.

  • L’électrolyse de l’eau à haute température aurait l’avantage d’utiliser la production de chaleur des centrales nucléaires en combinaison avec leur production d’électricité. L’objectif de coût de production du kg d’hydrogène par cette méthode est de l’ordre de 2 dollars, similaire au coût moyen d’extraction du pétrole pour fournir une quantité d’énergie utile équivalente.

    https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/01/f19/fcto_nuclear_h2_r%26d_plan.pdf

    Quelques chiffres pour relativiser le sujet. Moins de 70 millions de tonnes d’hydrogène sont produits chaque année dans le monde. Une voiture à hydrogène nécessite environ un kilogramme d’hydrogène pour parcourir 100 km (cf les Toyota Mirai ou Hyundai Nexo). Mais le coût de ce type de voiture est encore largement non compétitif à 70000 euros.

    Ce n’est donc pas demain que l’hydrogène deviendra le principal vecteur énergétique des transports mais il n’est pas impossible qu’il le devienne avant la fin du siècle. En attendant, le pétrole fossile ou artificiel continuera à satisfaire les consommateurs pendant de nombreuses décennies.

    • De plus, il me semble que l’hydrogène pose des problèmes de sûreté insolubles si l’utilisateur se sent de vouloir faire exploser ses bonbonnes.

    • Vous n’imaginez pas ce que Citroën peut faire pour vous…
      Imaginez juste des véhicules à hydrogène dans un garage souterrain avec un véhicule classique en feu… Ou plus simple, une durite fendue, percée. S’il faut truffer un garage de détecteurs d’hydrogène, les coûts seront bonbons. Mais avec le temps, on aura peut-être peut-être deux détecteurs pour le prix d’un.

    • Si je comprends bien votre commentaire, une autre limite de l’hydrogène est qu’en l’état actuel des connaissances il requiert (et requerra) le nucléaire pour être un tant soit peu rentable.

  • D’où le pourquoi en France avoir jeté à la retraite parfois anticipée les têtes blanches de l’industrie nucléaire, on en voit le résultat catastrophique . . .

  • L’auteur ne nous dit pas ce que les Japonais veulent faire de cet hydrogène.

    Si c’est pour produire de l’électricité à mettre sur le réseau (son option), c’est en contradiction avec la prévision de construction de centrales au charbon.

    L’auteur oublie qu’on peut réaliser des promesses de réduction de CO2, en mettant en place un réseau de stations pour les voitures électriques à Pile à combustible.

    PS: je n’ai pas dit que c’était bon marché et efficace…

  • Il est incorrect d’écrire qu’il n’existe pas de CCS à l’échelle industrielle. Le plus grand système se situe en Norvège associé au champ de gaz Sleipner et fonctionne depuis une vingtaine d’années. Mais il est exact qu’il n’existe pas de CCS en dehors d’exercices de recherche et de systèmes imposés par une législation ou dans le cadre d’un développement pétrolier ou gazier voulant faire preuve d’une certaine verdeur.
    Aux USA, la règlementation qu’avait voulu mettre en place B Obama pour les centrales au charbon prévoyait l’obligation de capture et stockage d’une partie du CO2 (pas tout), ce qui aurait pu pousser des projets, le charbon demeurant le combustible classique le plus économique pour la production d’électricité, il restait de la marge pour ce CCS. Cette règlementation est/va être supprimée par le président actuel. Donc il n’y a aucune obligation règlementaire ni intérêt économique à faire du CCS nulle part, sauf dans certains pays pour des projets pétroliers ou gaziers, par exemple l’Algérie, mais là on peut obtenir des dérogations.
    Bref, le CCS qui parait indispensable (à l’AIE par exemple) si l’on veut réduire les émissions de CO2 n’est pas près d’atteindre une taille significative.

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