L'industrie chinoise de l'énergie hydrogène entre dans une nouvelle phase de développement commercial à grande échelle

Un bus à pile à combustible à hydrogène fait le plein dans une station de la zone de développement économique et technologique de Jiujiang, dans la province du Jiangxi (est de la Chine). (Photo / Wei Dongsheng)

À Kuqa, dans la région autonome ouïgoure du Xinjiang (nord-ouest de la Chine), une vaste étendue de panneaux photovoltaïques scintille au cœur du désert de Gobi. L'« électricité verte » ainsi produite est acheminée vers une usine de production d'hydrogène située à plus de 20 kilomètres de là ; elle y alimente un procédé d'électrolyse de l'eau pour générer de l'hydrogène, lequel est ensuite transporté par gazoduc vers une entreprise de raffinage et de chimie.

Cette installation constitue le premier projet chinois de raffinage à l'hydrogène vert d'une capacité de 10 000 tonnes : le projet de démonstration d'hydrogène vert de Sinopec à Kuqa (Xinjiang). Opérationnel depuis le 30 juin 2023, ce projet intègre l'ensemble de la chaîne : production, stockage, transport et utilisation. D'une part, il exploite les abondantes ressources solaires locales pour produire l'électricité nécessaire à la fabrication directe d'hydrogène ; d'autre part, il fournit cet hydrogène vert à l'entreprise voisine Sinopec Tahe Refining & Chemical Co., Ltd., remplaçant ainsi l'hydrogène issu du gaz naturel traditionnellement utilisé dans les processus de raffinage.

« Si le projet fonctionne à pleine capacité, il permet de réduire les émissions de dioxyde de carbone d'environ 485 000 tonnes par an », a expliqué Li Ruixia, responsable du département de gestion de l'énergie hydrogène chez Sinopec Xinxing New Energy Company. Elle a souligné que le projet fonctionne en toute sécurité et de manière stable depuis plus de trois ans, confirmant ainsi la fiabilité des applications industrielles de l'hydrogène vert à grande échelle.

L'hydrogène est une source d'énergie secondaire polyvalente, caractérisée par une grande abondance et par des propriétés écologiques à faible teneur en carbone. La production d'hydrogène constitue le premier maillon de la chaîne industrielle de cette énergie. En fonction des méthodes de production et des niveaux d'émission de carbone, l'hydrogène est classé en trois catégories : « gris », « bleu » et « vert ». L'hydrogène gris est produit à partir de combustibles fossiles tels que le charbon et le gaz naturel, et s'accompagne d'une forte intensité d'émissions de carbone. L'hydrogène bleu est également issu de combustibles fossiles, mais sa production fait appel à des technologies complexes et entraîne des coûts plus élevés. À l'inverse, l'hydrogène vert est produit par électrolyse de l'eau alimentée par des sources d'énergie renouvelables, comme l'éolien et le solaire.

L'hydrogène constitue une matière première industrielle indispensable au raffinage pétrolier et à la transformation chimique. Le remplacement de l'hydrogène gris et bleu traditionnels par de l'hydrogène vert libère le potentiel de développement de cette énergie et accélère la transition bas-carbone de l'industrie pétrochimique.

L'élan « vert » insufflé par l'énergie hydrogène se manifeste également dans des secteurs tels que la sidérurgie, la production d'électricité et l'industrie automobile. Dans la zone de développement économique de Lingang, à Linyi, dans la province du Shandong (est de la Chine), la ligne de production de démonstration à four à cuve fonctionnant à l'hydrogène pur, développée par le groupe CISRI (China Iron & Steel Research Institute), a permis de mettre au point avec succès l'ensemble du processus de production de fer de haute pureté par métallurgie à l'hydrogène pur. Le site assure la production courante de fer préréduit (DRI) à l'hydrogène, atteignant un taux de métallisation supérieur à 96 %, ainsi que la production expérimentale par lots de fer de haute pureté de grade 3N (pureté de 99,9 %).

Lorsque l'oxyde de fer est réduit à l'aide d'hydrogène, les principaux produits obtenus sont du fer métallique et de la vapeur d'eau ; les gaz résiduels issus de ce procédé n'ont aucun impact négatif sur l'environnement, ce qui allège considérablement la charge environnementale. Ce projet de démonstration constitue la première application réussie de la technologie de four à cuve à hydrogène pur en Chine ; il a fonctionné de manière stable pendant plus de 8 000 heures, avec une séquence ininterrompue dépassant les 2 000 heures, confirmant ainsi pleinement sa sécurité et sa fiabilité.

L'énergie hydrogène se distingue par une densité énergétique élevée et des atouts pour le transport sur longue distance, ce qui la rend adaptée à des applications telles que les transports en commun par autobus, la logistique de la chaîne du froid et le transport de marchandises longue distance.

Lors des Jeux olympiques d'hiver de Beijing 2022, 200 autobus à hydrogène équipés du système de pile à combustible « Qingteng », développé par la société SPIC Hydrogen Energy Technology Co., Ltd., ont assuré le transport des participants et du public. Ces véhicules ont bravé avec succès des conditions difficiles (basses températures, chutes de neige, relief montagneux), parcourant au total plus de 880 000 kilomètres et réduisant les émissions de dioxyde de carbone de plus de 620 tonnes, tout en garantissant « zéro carbone, zéro accident et zéro erreur opérationnelle ».

A la fin de 2025, les ventes cumulées de véhicules à pile à combustible à hydrogène en Chine ont atteint près de 40 000 unités, avec une extension des scénarios d'utilisation aux camions miniers, aux navires, aux drones et au transport ferroviaire. Parallèlement, la Chine a construit 574 stations de ravitaillement en hydrogène d'une capacité totale supérieure à 360 tonnes par jour ; une substitution stable par de l'hydrogène vert a été réalisée dans certaines branches des industries du raffinage et de la carbochimie ; et la capacité nationale de production d'hydrogène vert s'élève à environ 250 000 tonnes. Actuellement, l'industrie chinoise de l'hydrogène passe de la phase de démonstration technique et d'exploration à celle du développement commercial à grande échelle ; son potentiel d'application se libère continuellement, ouvrant des perspectives de déploiement de plus en plus vastes.

L'industrie chinoise de l'hydrogène progresse régulièrement, portée par la demande industrielle ainsi que par les efforts conjugués des entreprises de la chaîne d'approvisionnement en matière d'innovation et par les orientations politiques. L'hydrogène a été élevé au rang de priorité stratégique dans plusieurs plans nationaux ; notamment, les grandes lignes du 15e Plan quinquennal désignent explicitement l'hydrogène comme un secteur clé du développement industriel futur, tandis que le 15e Plan quinquennal pour la construction d'un nouveau système énergétique intègre l'hydrogène dans le système d'approvisionnement en énergies non fossiles et fixe un objectif de production de 2 millions de tonnes d'hydrogène d'origine renouvelable d'ici 2030.

Après des années de développement, la Chine est devenue le premier producteur et consommateur mondial d'hydrogène, forte d'une vaste expérience en matière d'approvisionnement et d'une base industrielle solide. Toutefois, cette industrie en est encore à ses débuts et se heurte à plusieurs obstacles. Des problèmes tels que les coûts de production élevés, une viabilité économique limitée ainsi que l'immaturité des mécanismes de marché et de tarification freinent le déploiement commercial de l'hydrogène vert.

Selon Li Ruixia, « L'hydrogène vert allie les caractéristiques d'une énergie propre et d'un moyen de stockage d'énergie ; il constitue un levier essentiel pour la décarbonation profonde de l'industrie et la réalisation des objectifs de "double carbone" ». Elle estime que les progrès des technologies liées aux énergies vertes, telles que le photovoltaïque et l'éolien, conjugués à la baisse des coûts, à l'amélioration de la capacité et des performances des électrolyseurs et des piles à combustible, ainsi qu'à l'innovation technologique et matérielle continue, entraîneront inévitablement une réduction des coûts de production et d'utilisation de l'hydrogène vert tout en renforçant la compétitivité du secteur.

Le « Three Gorges Hydrogen Boat No. 1 », premier navire chinois propulsé par une pile à combustible à hydrogène, navigue sur le tronçon des Trois Gorges du fleuve Yangtsé, à Yichang, dans la province du Hubei (centre de la Chine). (Photo / Liu Junfeng)

Des ingénieurs assemblent un système de pile à combustible à hydrogène dans l'usine de production de la société Fengqingyang Hydrogen Energy Technology (Jiangxi) Co., Ltd., à Lushan, dans la province du Jiangxi (est de la Chine). (Photo / Han Junxuan)