La décarbonisation étant une priorité dans l'industrie maritime, l'hydrogène et les piles à combustible ont un rôle important à jouer dans la transition verte du transport maritime. Mikko Niini, expert reconnu de l'industrie, nous donne son point de vue sur les défis à relever et sur la promesse que l'hydrogène représente pour ce secteur industriel vital.

Le transport maritime est l'un des modes de transport les plus économes en énergie et joue un rôle essentiel dans le commerce mondial, transportant environ 80 % des marchandises en volume (Revue du transport maritime 2023, Conférence des Nations Unies sur le commerce et le développement). D'un autre côté, il contribue également de manière significative aux émissions mondiales de gaz à effet de serre, en étant responsable de près de 3 % des émissions causées par les activités humaines.

Par conséquent, la décarbonisation de l'industrie maritime est essentielle. L'Organisation maritime internationale (OMI) a révisé sa stratégie relative aux gaz à effet de serre en 2023, fixant des objectifs de réduction des émissions de GES d'au moins 20 % d'ici 2030 par rapport à 2008, d'au moins 70 % d'ici 2040 par rapport à 2008, et zéro émission nette de GES pour le transport maritime international d'ici 2050.

L'UE s'efforce de promouvoir le transport maritime, par exemple en l'incluant dans le système d'échange de quotas d'émission de l'UE à partir du début 2024. Les armateurs et les exploitants de navires sont confrontés à de grands défis lorsqu'il s'agit de décider quels carburants alternatifs et quelles technologies d'économie d'énergie ils devraient adopter pour atteindre leurs propres objectifs de décarbonation et se conformer aux réglementations nationales et internationales de plus en plus strictes ainsi qu'aux objectifs de l'Accord de Paris (COP21).

Défis de l'utilisation de l'hydrogène dans le transport maritime

L'hydrogène est utilisée depuis des décennies dans des processus industriels, notamment dans les processus de raffinage du pétrole et métallurgiques. Il est également utilisé dans la production d'ammoniac et de méthanol – deux carburants qui constituent des solutions de rechange réalistes aux combustibles fossiles traditionnels dans l'industrie maritime. L'un des plus grands défis auxquels est confronté l'hydrogène aujourd’hui est que la majeure partie de celui-ci est encore produite à partir de combustibles fossiles comme le gaz naturel. En outre, il n'existe toujours pas de règles et de réglementations formellement établies sur l'utilisation de l'hydrogène en tant que carburant pour le transport maritime, et les progrès de l'OMI concernant ce sujet sont lents.  

Un autre défi est que l'utilisation directe de l'hydrogène comme carburant nécessiterait beaucoup plus d'espace à bord d'un navire que le gazole marin. Il peut être stocké sous forme liquide en dessous de -253 °C, mais cela nécessite beaucoup d'énergie et des systèmes de stockage spécialisés. L'hydrogène apporte également son propre lot de défis de sécurité uniques car il est hautement explosif.

Il y a aussi la question des infrastructures de carburant. Pour que l'hydrogène joue son rôle dans la transition verte du transport maritime, il doit y avoir une infrastructure capable d'assurer la distribution, le stockage et l'approvisionnement en hydrogène comme carburant. À l'heure actuelle, cela n'existe pas. Il existe de nombreuses initiatives sur papier, mais nous ne pouvons pas nous attendre à des développements majeurs dans l'industrie du transport maritime tant que les sociétés de classification, les gouvernements et les fournisseurs ne s'investissent pas comme ils le devraient.

La Norvège ouvre la voie dans les applications maritimes de l'hydrogène

Malgré ces défis, des pays comme la Norvège favorisent l'adoption de l'hydrogène comme carburant pour le transport maritime, grâce à un vaste développement technologique et la mise en place de programmes de soutien gouvernementaux. La Norvège ouvre la voie parce que son gouvernement considère l'hydrogène – et l'hydrogène vert en particulier – comme essentiel pour atteindre zéro émission nette d'ici 2050. Elle est également un leader mondial en termes de transport maritime en général.  

Le ferry MF Hydra, premier ferry au monde fonctionnant à l'hydrogène liquide, est le fruit d'une collaboration entre plusieurs entreprises. Le navire utilise des piles à combustible à membrane électrolytique polymère (PEM). En 2024, un chantier norvégien a obtenu une commande pour la construction de deux ferries à hydrogène pour la liaison Bodø-Lofoten de trois heures et demie, pour laquelle Torghatten Nord a remporté le contrat en 2022.

Outre la Norvège, le Japon est également précurseur dans l'utilisation de l'hydrogène pour les applications maritimes. Si d'autres pays veulent emboîter le pas, les évolutions réglementaires relatives à l'utilisation de l'hydrogène dans le transport maritime doivent être accélérées. L'adoption du Code international de sécurité pour les navires utilisant des gaz ou d'autres carburants à faible point d'éclair (Code IGF) en 2017 a constitué une étape importante, car elle permet une « autre approche de conception » spécifiquement définie qui peut être utilisée pour approuver des systèmes de stockage et d'approvisionnement d'hydrogène.

Systèmes de piles à combustible en milieu maritime 

Les piles à combustible sont plus efficaces que les moteurs à combustion et les turbines à gaz et, comme il s'agit de constructions simples comportant peu de pièces mobiles, elles sont également silencieuses et fiables. Elles s'avèrent très prometteuses en permettant d'utiliser l'hydrogène comme carburant dans les navires à propulsion électrique. Il existe plusieurs projets marins utilisant des piles à combustible PEM, et ABB est l'un des leaders dans ce domaine, avec une solution de pile à combustible modulaire qui peut être utilisée en combinaison avec des batteries ou des moteurs à bord des navires.

L'utilisation des piles à combustible dans les applications maritimes en est encore à ses balbutiements, mais, tout comme d'autres technologies, nous assisterons à un développement et une mise à l'échelle rapides à mesure que les entreprises et les instituts de recherche mettent en commun leurs connaissances et leurs ressources. L'industrie de l'énergie éolienne est un bon exemple de la rapidité avec laquelle le changement peut s'opérer. La première vague de parcs éoliens offshore a vu des éoliennes d'une capacité d'environ 2 à 3 MW, mais dans les derniers projets, il existe des éoliennes d'une capacité environ six fois supérieure, soit de 15 à 20 MW.

Les piles à combustible joueront un rôle extrêmement important dans la transition verte de l'industrie maritime, notamment en ce qui concerne les navires électriques et hybrides, qui gagnent en popularité. Des navires entièrement électriques existent déjà sur des itinéraires de ferry réguliers plus courts, tandis que les navires hybrides deviennent rapidement la norme dans le créneau des ferrys RoPax.

Le développement rapide des réglementations et des infrastructures est essentiel

L'industrie maritime est déjà fermement engagée sur la voie de la décarbonisation et de l'adoption d'autres carburants comme l'hydrogène. En collaboration avec les régulateurs et les gouvernements, la prochaine étape cruciale consiste à accélérer le développement de réglementations, de codes de sécurité et d'infrastructures qui permettront une adoption plus large et plus rapide de l'hydrogène comme source d'énergie.  

Au sujet de l'auteur 

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Mikko Niini est PDG de sa propre société de conseil, Vientistrategit Oy, conseiller principal pour Gaia Consulting et président de l'Association maritime finlandaise. Avant sa retraite officielle en 2014, il était PDG d'Aker Arctic Technology.

Auparavant, Mikko a occupé des postes de direction dans divers chantiers navals au cours des 30 dernières années. Il a été président du conseil d'administration de la société de gestion d'actifs pétroliers Navidom Ltd et de Rauma Marine Constructions Ltd. Il a également été membre du conseil d'administration d'ESL Shipping, de Nemarc Shipping Corporation, de ZAO Arctic Shipping Service et de Troms Offshore ASA, entre autres.