L’un des principaux défis auxquels le monde est confronté aujourd’hui, à l’ère du réchauffement climatique et de la croissance démographique, est la question de la distribution des ressources. Malgré des progrès technologiques considérables dans le domaine de l’énergie renouvelable, comme l’énergie solaire et éolienne, la question centrale reste celle de l’accès à ces ressources. Si l’on s’en tient à un modèle économique qui privilégie la rentabilité immédiate et la maximisation des profits, le fossé entre les pays riches et pauvres ne fera que s’accentuer, entravant les efforts pour lutter contre le changement climatique.

Les disparités économiques mondiales sont alarmantes. À l’échelle mondiale, la consommation moyenne d’électricité par personne est d’environ 0,3 kW. Mais cette moyenne cache des inégalités de taille. Aux États-Unis, la consommation est de 1,4 kW par habitant, tandis qu’en Inde, elle est de seulement 0,14 kW. Dans le même temps, la population mondiale, estimée à 7,8 milliards aujourd'hui, devrait atteindre 9,9 milliards d’ici 2050, ce qui signifie que la demande en énergie augmentera de manière exponentielle. Même si l’on imagine un avenir où toute cette consommation d’énergie est couverte par des sources renouvelables, la réalité est bien plus complexe et problématique.

Il est évident que les technologies actuelles ne suffisent pas à elles seules à résoudre la crise climatique. Au contraire, la question de la "capacité de portage" de la Terre doit être prise en compte. On ne peut ignorer que les combustibles fossiles et les modes de vie énergivores dans les pays riches affectent le climat de manière disproportionnée. Par exemple, une réduction immédiate des émissions du secteur énergétique des États-Unis à zéro serait rapidement annulée par les millions de foyers dans le monde qui brûlent du bois pour cuisiner, ce qui génère non seulement des émissions de gaz à effet de serre, mais aussi de la déforestation et des décès dus à des fumées toxiques.

L’une des idées les plus controversées de l'économiste français Thomas Piketty est la notion de taxation progressive de la richesse. Selon lui, la concentration de la richesse et l’accumulation de capitaux sans réelle création de richesse réelle conduit à une instabilité économique et sociale. Pourtant, dans un contexte politique mondial où les intérêts des puissants dominent, mettre en place de telles politiques semble être une utopie. En effet, malgré les propositions de réformes économiques, comme celles avancées par Kate Raworth dans son livre "Doughnut Economics", la politique néolibérale qui prévaut sur la scène mondiale rend tout changement structurel presque impossible.

Dans ce cadre, le Covid-19 a mis en lumière une vérité difficile à accepter : l’économie mondiale telle qu’elle fonctionne aujourd’hui est insoutenable. Le concept de "business as usual" est désormais obsolète. Une "guerre" déclarée non seulement contre la pandémie, mais aussi contre la pauvreté mondiale, la malaise économique et la distribution injuste de la richesse devient une nécessité urgente. Cette guerre doit impérativement inclure le changement climatique et pourrait, paradoxalement, offrir une solution à certains des défis économiques mondiaux, notamment en créant des emplois à grande échelle dans les secteurs de l’ingénierie, de la production et de la construction nécessaires à la transition énergétique.

Mais la question demeure : comment réduire de manière équitable la consommation d’énergie tout en élevant les standards de vie des plus démunis ? Comment réconcilier l’ambition d’une vie meilleure pour les pauvres et la réduction de la consommation dans les pays riches ? L’un des plus grands défis est d’atteindre un équilibre, où la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la réduction de la consommation excessive ne deviennent pas des obstacles à l’amélioration des conditions de vie des plus vulnérables.

La gestion de la croissance démographique et des inégalités économiques constitue l'un des plus grands défis de notre époque. Il ne suffit pas de déclarer la guerre contre les émissions de CO2; il faut aussi lutter contre les inégalités de richesse qui empêchent une transition juste. L’objectif de parvenir à une réduction des émissions tout en assurant un mode de vie décent pour tous nécessitera des sacrifices inévitables, en particulier pour les pays qui, aujourd’hui, jouissent d’un confort extrême. Il est crucial que cette transformation ne soit pas seulement une question d’innovation technologique, mais aussi de justice sociale et économique.

Enfin, la question de la "distribution des fonds" s'avère être le cœur du problème. La solution n'est pas seulement une question d'argent disponible, mais de manière dont les ressources sont réparties. Le changement climatique n’est pas une question isolée; il est intimement lié aux structures économiques mondiales et aux modèles de consommation. Un modèle économique fondé sur la consommation de masse et l’accumulation de richesses par une minorité est, à terme, incompatible avec la survie de la planète.

Comment stocker l'hydrogène de manière efficace et économique : Défis et solutions

Le stockage de l'hydrogène représente un défi majeur dans la transition énergétique, en particulier lorsqu'il s'agit de gérer des volumes importants pour des applications industrielles ou des systèmes énergétiques à grande échelle. En effet, l'hydrogène, bien que prometteur en tant que vecteur énergétique, présente des contraintes de densité volumétrique et de pression, rendant son stockage plus complexe et coûteux que celui des carburants traditionnels.

L'un des paramètres clés à prendre en compte dans le stockage de l'hydrogène est sa densité volumétrique. Selon les données, la densité volumétrique de l'hydrogène gazeux à 700 bars est d'environ 1,2 kWh/L. Pour donner un exemple concret, un réservoir capable de stocker l'hydrogène nécessaire pour alimenter une turbine à gaz pendant deux jours aurait un volume de 30 millions de litres, soit 30 000 mètres cubes ! Ce volume colossal nécessite des matériaux adaptés pour supporter une pression de 700 bars, ce qui limite les options de stockage. En outre, les solutions de stockage doivent non seulement être robustes, mais aussi économiquement viables.

Dans le cadre industriel, plusieurs options de stockage souterrain existent, telles que les cavernes salines, les champs de pétrole et de gaz épuisés, ou encore les aquifères. Ces méthodes sont particulièrement adaptées aux grandes quantités d'hydrogène, bien que le coût de construction et de maintenance de ces installations soit relativement élevé. Les cavernes salines, par exemple, sont l'option la plus économique, avec des coûts allant de 10 à 36 dollars par kilogramme d'hydrogène stocké, selon la localisation géographique (les cavernes de la région d'Appalachie étant les plus chères). Cependant, ces cavernes, tout en étant efficaces pour un stockage à grande échelle, sont géographiquement limitées et ne sont pas accessibles partout.

Les cavernes salines peuvent contenir jusqu'à 6 600 tonnes d'hydrogène par cavité, ce qui en fait une solution idéale pour stocker l'hydrogène produit à partir de surplus d'énergie renouvelable. Cependant, il faut noter que la répartition des réservoirs de gaz naturel, qui sont souvent reconvertis en sites de stockage pour l'hydrogène, est inégale selon les régions. Les options souterraines ne sont donc pas toujours disponibles ou appropriées selon la situation géographique.

Une autre méthode de stockage souterrain consiste à utiliser des silos verticaux en acier ou en béton, conçus pour résister à des pressions élevées. Ces silos peuvent être "secs" ou compensés par de l'eau pour maintenir la pression. Les silos sont adaptés aux besoins de stockage plus modestes, souvent autour de 20 tonnes métriques d'hydrogène, et peuvent coûter entre 1 000 et 2 000 dollars par kilogramme d'hydrogène stocké. Toutefois, cette technologie reste encore relativement rare et peu développée en termes d'expérience opérationnelle.

Pour les petites quantités, des modules de tubes hydril (fabrication de l'entreprise Hydril) peuvent être utilisés. Ces modules sont composés de tubes métalliques verticaux ou horizontaux capables de stocker de l'hydrogène sous pression. Le coût d'un tel stockage peut atteindre environ 2 000 dollars par kilogramme d'hydrogène. Cependant, ces systèmes restent plus adaptés aux installations de moindre envergure, car leur capacité est limitée par le nombre de tubes utilisés.

Le stockage aérien, tel que le stockage dans des pipelines en acier horizontaux, est également une option, bien que la sensibilité au site et à la distance soit un facteur critique. Un pipeline de 24 pouces de diamètre peut stocker environ 4 tonnes d'hydrogène par mile, mais cette solution n'a pas encore été pleinement exploitée à une pression de 200 bars. Par conséquent, il est essentiel de développer des spécifications détaillées pour la conception et la construction de pipelines, notamment pour répondre aux exigences de soudure et de résistance à la pression.

Un autre défi majeur du stockage de l'hydrogène est l'énergie nécessaire pour le compresser ou le liquéfier. La compression, nécessaire pour stocker l'hydrogène à haute pression, peut consommer entre 5 et 20 % de l'énergie du gaz. La liquéfaction, qui permet de réduire le volume de l'hydrogène, nécessite de 30 à 40 % de l'énergie brute contenue dans l'hydrogène (LHV), en fonction de la pression et de la température de traitement. Ces pertes d'énergie doivent être prises en compte dans toute analyse du cycle de vie du stockage de l'hydrogène, car elles ont un impact direct sur l'efficacité et le coût global du système.

Une alternative qui gagne en popularité pour surmonter ces obstacles est l'utilisation de l'ammoniac (NH3) comme vecteur d'énergie pour transporter et stocker l'hydrogène. L'ammoniac a un avantage décisif par rapport à l'hydrogène, à savoir son coût de stockage nettement inférieur, d'environ 5 % de celui de l'hydrogène par kilogramme. Cela est dû à la densité plus élevée de l'ammoniac, qui contient environ 18 % d'hydrogène en poids, et à sa densité volumétrique de 100 g/L, contre 70 g/L pour l'hydrogène liquide. Cependant, bien que l'ammoniac soit plus facile à stocker, il présente des défis liés à sa toxicité et à son caractère corrosif, ce qui nécessite des technologies adaptées pour le transporter en toute sécurité.

En définitive, bien que de nombreuses options de stockage de l'hydrogène existent, chaque solution présente des avantages et des inconvénients en fonction des besoins spécifiques de stockage et des conditions géographiques. Le choix de la méthode de stockage doit prendre en compte non seulement les coûts d'installation, mais aussi la sécurité, la durabilité et la flexibilité du système dans le contexte des fluctuations saisonnières de la demande et de l'offre d'énergie renouvelable.

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