Une approche décisionnelle multicritère basée sur un SIG pour l’analyse de l’adéquation des sites de production d’hydrogène à partir de l’énergie solaire dans la région de Souss-Massa, au Maroc.

HIBAPRESS-RABAT- Analyse: Meryem Taoufik,Ahmed Fekri

Abstrait

La transition vers des systèmes énergétiques durables souligne l’importance de la production d’hydrogène à partir de ressources renouvelables. Cette étude examine le potentiel de conversion solaire-hydrogène dans la région de Souss-Massa en utilisant une approche globale qui intègre les outils du processus de hiérarchie analytique (AHP) et du système d’information géographique (SIG). Dix critères distincts, regroupés en catégories techniques et économiques, sont évalués pour identifier les zones optimales pour la production d’hydrogène, les critères environnementaux étant utilisés comme facteurs d’exclusion. Le potentiel de production d’hydrogène apparaît comme le principal déterminant, la région occidentale devenant un point focal pour les projets solaires-hydrogène. Une analyse comparative entre les résultats AHP et Fuzzy AHP (FAHP) démontre la robustesse de la méthodologie. L’analyse de sensibilité met en lumière l’impact de la pondération des critères sur les résultats d’adéquation, fournissant des informations précieuses aux décideurs et aux parties prenantes de l’énergie. L’étude quantifie en outre les émissions de CO2 évitées et présente des indicateurs de performance clés (KPI) convaincants tels que le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) et le coût actualisé de l’électricité (LCOE). Le LCOE s’avère aussi bas que 35,75 $/MWh, positionnant l’emplacement sélectionné pour la conversion solaire-hydrogène proposé comme un site énergétique rentable. Le LCOH pour l’emplacement désigné s’élève à 2,9 $/kg, reflétant sa position concurrentielle. Ces résultats soulignent collectivement la viabilité environnementale et économique de la production durable d’hydrogène dans la région de Souss-Massa. L’étude quantifie en outre les émissions de CO2 évitées et présente des indicateurs de performance clés (KPI) convaincants tels que le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) et le coût actualisé de l’électricité (LCOE). Le LCOE s’avère aussi bas que 35,75 $/MWh, positionnant l’emplacement sélectionné pour la conversion solaire-hydrogène proposé comme un site énergétique rentable. Le LCOH pour l’emplacement désigné s’élève à 2,9 $/kg, reflétant sa position concurrentielle. Ces résultats soulignent collectivement la viabilité environnementale et économique de la production durable d’hydrogène dans la région de Souss-Massa. L’étude quantifie en outre les émissions de CO2 évitées et présente des indicateurs de performance clés (KPI) convaincants tels que le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) et le coût actualisé de l’électricité (LCOE). Le LCOE s’avère aussi bas que 35,75 $/MWh, positionnant l’emplacement sélectionné pour la conversion solaire-hydrogène proposé comme un site énergétique rentable. Le LCOH pour l’emplacement désigné s’élève à 2,9 $/kg, reflétant sa position concurrentielle. Ces résultats soulignent collectivement la viabilité environnementale et économique de la production durable d’hydrogène dans la région de Souss-Massa. L’étude quantifie en outre les émissions de CO2 évitées et présente des indicateurs de performance clés (KPI) convaincants tels que le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) et le coût actualisé de l’électricité (LCOE). Le LCOE s’avère aussi bas que 35,75 $/MWh, positionnant l’emplacement sélectionné pour la conversion solaire-hydrogène proposé comme un site énergétique rentable. Le LCOH pour l’emplacement désigné s’élève à 2,9 $/kg, reflétant sa position concurrentielle. Ces résultats soulignent collectivement la viabilité environnementale et économique de la production durable d’hydrogène dans la région de Souss-Massa. L’étude quantifie en outre les émissions de CO2 évitées et présente des indicateurs de performance clés (KPI) convaincants tels que le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) et le coût actualisé de l’électricité (LCOE). Le LCOE s’avère aussi bas que 35,75 $/MWh, positionnant l’emplacement sélectionné pour la conversion solaire-hydrogène proposé comme un site énergétique rentable. Le LCOH pour l’emplacement désigné s’élève à 2,9 $/kg, reflétant sa position concurrentielle. Ces résultats soulignent collectivement la viabilité environnementale et économique de la production durable d’hydrogène dans la région de Souss-Massa.

Introduction

La recherche de sources d’énergie propres et non polluantes est devenue une priorité mondiale en raison des défis environnementaux posés par l’utilisation continue des combustibles fossiles, qui sont les principaux contributeurs au réchauffement climatique [1], [2]. Le besoin pressant de solutions énergétiques propres et durables est motivé par le désir d’indépendance énergétique, de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de développement socio-économique durable [3], [4]. L’énergie solaire, en particulier, est largement reconnue comme une solution rentable et respectueuse de l’environnement pour répondre à la demande énergétique croissante [3].

Le Maroc, comme de nombreux pays, est confronté au double défi de répondre à sa demande énergétique croissante et de réduire ses émissions de carbone. En tant que pays très vulnérable au changement climatique, selon les projections géo-environnementales actuelles [5], le Maroc reconnaît l’importance de la transition vers des sources d’énergie propres [6]. Le secteur industriel lié à l’énergie, qui contribue de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre, nécessite une transition vers des technologies à faibles émissions de carbone [6]. La Stratégie énergétique nationale lancée en 2009 vise à développer des solutions d’énergie renouvelable de grande capacité, diversifiées et abordables pour atténuer l’impact environnemental de la consommation d’énergie [7], [8].

L’hydrogène est devenu un vecteur d’énergie alternatif prometteur en raison de sa polyvalence, de sa haute densité énergétique et de son potentiel pour des applications zéro émission. La conversion de sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, en hydrogène offre une voie pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et minimiser l’impact environnemental [9]. L’électrolyse de l’eau à l’énergie solaire, en particulier, présente une approche intéressante pour produire de l’hydrogène en utilisant l’électricité produite à partir de panneaux photovoltaïques [9].

Les techniques des systèmes d’information géographique (SIG) jouent un rôle important dans l’évaluation du potentiel des sources d’énergie renouvelables en analysant divers paramètres spatiaux. Le SIG permet l’intégration de données géospatiales, y compris des facteurs tels que l’irradiation solaire, la vitesse du vent, l’utilisation des terres et la proximité des infrastructures, pour évaluer l’adéquation de différentes régions à la production d’énergie renouvelable [10], [11]. Plusieurs études ont utilisé le SIG pour évaluer le potentiel de production d’hydrogène à partir de ressources renouvelables dans divers pays [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18 ]. Cependant, certains critères cruciaux, tels que l’accessibilité à l’eau, la distance aux zones industrielles et la proximité du littoral, n’ont pas été largement abordés dans ces études.

Par exemple, les recherches menées par Sigal et al. [12] ont utilisé des méthodes basées sur le SIG pour évaluer le potentiel de production d’hydrogène en Argentine, uniquement sur la base de l’Atlas de l’énergie solaire de l’Argentine. De même, Rezaei et al. [16] ont proposé une identification multicritère de l’emplacement pour la production d’hydrogène éolienne/solaire en Iran, en considérant 14 critères sans inclure la disponibilité de l’eau. Dans une étude de Soha et Hartmann [17], des techniques SIG ont été utilisées pour identifier les zones les plus appropriées pour un site de centrale électrique à gaz en utilisant une prise de décision multicritère et un SIG, en considérant uniquement des critères tels que la pente, l’utilisation des terres. , l’éloignement des réserves naturelles et des zones résidentielles, la proximité du réseau électrique et la proximité du réseau de gaz naturel.

Dans le contexte du Maroc, une étude nationale récente a fourni un examen au niveau national du potentiel technique et économique de la production solaire-hydrogène [19]. Cependant, il ne s’est pas concentré sur des régions spécifiques ni n’a pris en compte certains critères cruciaux tels que l’accessibilité à l’eau, la distance des zones industrielles et la proximité du littoral.

Dans ce contexte, la présente étude se concentre sur la région Souss-Massa au Maroc et vise à évaluer le potentiel de production d’hydrogène solaire, en tenant compte des facteurs socio-économiques, techniques et environnementaux. La nouveauté de ce travail réside dans l’accent spécifique mis sur la région et l’inclusion de critères importants souvent négligés dans les études précédentes.

L’étude utilise des techniques de prise de décision basées sur le SIG, combinant analyse multicritère et analyse spatiale, pour identifier les sites les plus adaptés à la production d’hydrogène solaire. Le développement d’un système d’aide à la décision basé sur ces méthodologies aidera les décideurs à promouvoir une production solaire-hydrogène durable et efficace dans la région.

Extraits de section

Zone d’étude

La région Souss-Massa est une région géographique cruciale située dans le Royaume du Maroc, s’étendant de l’océan Atlantique jusqu’aux frontières orientales avec l’Algérie (Fig. 1). Cette zone de type bande constitue une jonction entre le Nord et le Sud du Maroc et joue de ce fait un rôle important dans le tissu socio-économique et culturel du pays. La région couvre une superficie de 53 789 km2, soit 7,6 % du territoire total du Maroc.

Un des principaux moteurs économiques du Souss-Massa

Étape 3 : Défuzzification des matrices de comparaison floues par paires

Plusieurs techniques sont disponibles pour convertir des nombres flous en valeurs précises. L’approche proposée par Liou et Wang [71] peut être utilisée pour défuzzifier la matrice floue Â, la rendant ainsi une matrice nette :

α = indice pour indiquer des conditions stables ou instables

μ = indice du degré de

Résultats et discussion

La méthode AHP est utilisée pour comparer les scores afin d’identifier la zone optimale pour le système de conversion solaire-hydrogène en évaluant les critères pertinents via des outils SIG. Les cartes sont générées avec des outils tels que plusieurs anneaux tampons, entité vers raster, reclassification, etc. pour chaque critère et contrainte.

Conclusions

Cette recherche présente une évaluation holistique du potentiel de conversion solaire-hydrogène dans la région de Souss-Massa, combinant les techniques AHP et SIG. L’analyse implique une pondération méticuleuse des critères, une évaluation comparative et une analyse de sensibilité pour identifier les sites appropriés pour la production d’hydrogène. L’importance de la ville d’Agadir en tant que zone optimale pour la conversion solaire-hydrogène est soulignée par sa grande adéquation selon de multiples critères.

Financement

Cette recherche n’a reçu aucune subvention spécifique de la part d’organismes de financement des secteurs public, commercial ou à but non lucratif.

Déclaration d’intérêts concurrents

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrent connu ni aucune relation personnelle qui aurait pu sembler influencer le travail rapporté dans cet article.

Remerciements

Les auteurs souhaitent remercier les nombreux auteurs de données dont le travail et la contribution ont constitué la base de cette recherche.

Les données cartographiques sont protégées par les droits d’auteur des contributeurs d’OpenStreetMap et disponibles sur https://www.openstreetmap.org.

La couche de données sur les aires protégées utilisée dans cette recherche est un produit de la Base de données mondiale sur les aires protégées (WDPA) : UNEP-WCMC (2020). Carte des aires protégées du monde, septembre 2020 Disponible sur : www.protectedplanet.net

Irradiance horizontale globale GHI obtenu à partir du « Global Solar Atlas