Omid Haeri Ardakani, University of Calgary; Barbara Sherwood Lollar, University of Toronto, et Chris Ballentine, University of Oxford
Depuis leur formation il y a des milliards d’années, les parties les plus anciennes des roches continentales de la Terre ont produit de l’hydrogène naturel en quantités massives. Une partie de cet hydrogène peut s’être accumulée dans des pièges et des réservoirs accessibles sous la surface de la Terre. Cette réserve a le potentiel de contribuer à l’économie mondiale de l’hydrogène pendant des centaines d’années.
Cela a été démontré par la production d’hydrogène presque pur à partir de un seul champ de gaz au Mali, attirant l’attention des gouvernements des États-Unis, Canada, Australie, du Royaume-Uni et de l’Europe.
Il y a également un intérêt de la part de grands investisseurs en capital-risque et de sociétés de ressources internationales. À la fin de 2023, 40 entreprises exploraient l’hydrogène naturel à l’échelle mondiale. Ce chiffre a probablement doublé depuis 2024.
L’hydrogène en tant que ressource
Les ressources en hydrogène constituent depuis longtemps un marché de plusieurs milliards de dollars, même avant l’intérêt récent pour l’hydrogène en tant que contributeur à la transition vers l’énergie verte. Les environnements et les conditions qui entraînent une accumulation naturelle d’hydrogène sont présents à l’échelle mondiale. Mais l’un des obstacles à l’investissement dans de nombreuses juridictions est d’ordre réglementaire, l’hydrogène n’ayant pas été considéré auparavant comme une ressource.
L’hydrogène naturel peut être utilisé pour décarboniser des industries difficiles à abattre mais essentielles au niveau mondial. Les industries qui utilisent l’hydrogène comprennent le raffinage des carburants (environ 44 %), la production d’ammoniac et d’engrais pour la durabilité alimentaire (environ 34 %) et la fabrication d’acier (environ 5 %).
Selon une étude de l’Institut de recherche sur les sciences de la vie de l’Université d’Helsinki, récent document d’information du gouvernement britannique, les gouvernements doivent inclure l’hydrogène dans la liste des ressources naturelles. Les utilisations futures de l’hydrogène pourraient inclure le transport longue distance et des contributions à la décarbonisation de l’industrie minière.
Haute empreinte carbone
La plupart de l’hydrogène utilisé aujourd’hui est produit à partir de combustibles fossiles. De ce fait, la production d’hydrogène contribue à environ 2,5 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone. Les efforts visant à produire de l’hydrogène à faible teneur en carbone (vert) à partir d’électricité renouvelable et de technologies de captage et de stockage du carbone restent coûteux.
L’hydrogène naturel a une empreinte carbone comparable ou inférieure à celle de l’hydrogène vert. Les deux seront probablement complémentaires, mais les estimations sont incertaines car l’hydrogène naturel est une ressource qui n’a pas encore fait ses preuves.
L’élaboration de stratégies pourrait permettre de déterminer si l’hydrogène, quelle que soit la source, est une ressource économiquement viable. Pour l’hydrogène naturel, des stratégies d’exploration doivent être élaborées pour trouver et extraire les gisements naturels d’hydrogène à un coût économiquement viable. Cela nécessite également des incitations qui incluent l’hydrogène naturel dans les licences d’exploration ou de production.
Hydrogène et hélium
L’U.S. Geological Survey a récemment estimé qu’il y avait suffisamment d’hydrogène naturel accessible pour satisfaire la demande mondiale d’hydrogène pendant environ 200 ans.
L’hydrogène se forme dans la croûte terrestre grâce à deux processus géologiques naturels : les réactions chimiques entre les eaux souterraines naturelles et les minéraux riches en fer et la radiolyse de l’eau. Les molécules d’eau sont brisées par la radioactivité naturelle des roches, ce qui libère de l’hydrogène – et de l’hélium, un élément précieux inclus dans la stratégie des minéraux critiques du Canada – comme sous-produit.
La recherche d’hélium a commencé au Canada dans les années 1920, mais ce n’est que récemment que l’exploration commerciale systématique de l’hélium a repris. Dans les années 1980, des études systématiques de l’hydrogène naturel ont commencé au Canada, en Finlande et dans certaines régions d’Afrique, dans le cadre de recherches sur la vie microbienne souterraine.
Renouvellement de l’intérêt
Une coïncidence inhabituelle a suscité l’intérêt mondial actuel pour l’hydrogène. La découverte accidentelle d’un petit gisement d’hydrogène naturel au Mali a coïncidé avec la publication de nombreuses données historiques provenant de l’ex-Union soviétique, attirant l’attention sur l’immense potentiel de l’hydrogène en tant que source d’énergie propre. <L’Australie, la Franceet les États-Unis ont été parmi les premiers pays à réétudier l’hydrogène naturel historique.
Les systèmes d’hydrogène et d’hélium naturels présentent des similitudes avec les systèmes pétroliers, nécessitant une roche mère, une voie de migration et une accumulation dans un réservoir. L’infrastructure des puits d’hydrogène naturel serait comparable à celle des puits d’hydrocarbures, même si les méthodes de complétion et de forage changent.
L’empreinte d’un projet de production d’hydrogène naturel occuperait beaucoup moins d’espace pour fournir la même quantité d’énergie qu’une installation de production d’hydrogène vert, qui nécessite des parcs solaires ou éoliens et des électrolyseurs.
De même, les projets d’hydrogène naturel n’ont pas besoin de puiser dans les ressources en eau de surface, qui sont rares dans de nombreuses régions du monde.
Politiques futures
Certaines juridictions n’ont pas de politiques réglementant l’exploration de l’hydrogène. Dans d’autres, la réglementation relève des politiques existantes en matière d’exploitation minière ou d’hydrocarbures. L’absence de réglementation claire dans les régions à fort potentiel d’exploration de l’hydrogène naturel – telles que les États-Unis, le Canada, l’Inde et certaines régions d’Afrique et d’Europe – est un obstacle majeur à l’exploration.
L’absence de réglementation ralentit l’exploration et l’acquisition de terres et empêche la prise de décision nécessaire au développement de l’infrastructure. L’absence de réglementation ralentit l’exploration et l’acquisition de terrains et empêche la prise de décision nécessaire au développement de l’infrastructure. Et surtout, elle signifie qu’aucune consultation des communautés n’est entreprise pour garantir l’acceptation sociale essentielle à la réussite de tels projets.
Un projet en Australie-Méridionale démontre ce que la législation peut accomplir. Une fois la réglementation de l’exploration et du captage de l’hydrogène naturel mise en œuvre, le gouvernement a reçu des dizaines de demandes d’entreprises intéressées par l’exploration de l’hydrogène naturel.
L’appétit pour l’exploration est clairement là, mais des solutions politiques et réglementaires sont nécessaires. Les nouveaux projets d’exploration fourniront de nouvelles données essentielles pour comprendre le potentiel de l’hydrogène naturel en tant qu’énergie verte.
Omid Haeri Ardakani, Research scientist at Natural Resources Canada; Andjunct associate professor, University of Calgary; Barbara Sherwood Lollar, Professor, Earth Sciences, University of Toronto, and Chris Ballentine, Chair of Geochemistry, University of Oxford
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original.
