L’hydrogène vert qu’on appelle aussi H2 bas carbone ou décarboné suscite un engouement certain. Il s’agit en effet d’un vecteur d’énergie à fort potentiel. Malgré les indéniables avantages qu’une production massive apporterait dans le cadre de la transition énergétique, ce gaz prometteur reste encore soumis à certaines limites. Décryptage des enjeux de l’hydrogène bas carbone.
Définition de l’hydrogène (H2)
Le dihydrogène (H2) qu’on appelle hydrogène par abus de langage est un gaz léger. Il ne s’agit pas d’une énergie à proprement parler mais d’un vecteur énergétique. On obtient en effet l’hydrogène par réaction chimique et ce, à partir d’une ressource primaire.
L’hydrogène est principalement issu des énergies fossiles, leur transformation étant moins onéreuse. Le pétrole, le gaz naturel et le charbon arrivent d’ailleurs en tête des ressources primaires. Cependant, il est tout à fait possible de produire de l’hydrogène à partir de l’eau. Il est également disponible à l’état naturel, principalement dans les profondeurs de la mer ou de la terre.
L’hydrogène, pour quoi faire ?
La production et l’utilisation des énergies renouvelables constituent un enjeu majeur dans un contexte où une énergie propre est l’unique option envisageable à long terme pour préserver notre environnement.
Actuellement, les utilisations de l’hydrogène restent relativement restreintes au raffinage des produits pétroliers et des (bio-)carburants, mais aussi à la production de méthanol et d’engrais. Une fois décarboné, ce vecteur énergétique s’accorde néanmoins des applications plus étendues dans différents secteurs industriels.
Qu’est-ce que l’hydrogène décarboné ?
Le recours à l’hydrogène permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) à condition que la chaîne de production elle-même réduise les émissions de CO2.
Des couleurs permettent donc de classer l’hydrogène en fonction du processus adopté pour sa fabrication, ce qui permet de différencier l’hydrogène décarboné de ses alternatives plus polluantes.
On parle d’hydrogène gris pour désigner du H2 issu de méthodes thermochimiques exploitant des énergies fossiles comme principales ressources. L’hydrogène bleu est produit suivant les mêmes procédés. En revanche, le CO2 émis durant la production peut être stocké et/ou réutilisé.
L’hydrogène « vert » et donc décarboné s’obtient via un processus d’électrolyse. L’électricité utilisée durant le processus est issue des énergies renouvelables. L’hydrogène jaune résulte également d’une électrolyse mais contrairement à l’hydrogène vert, l’énergie exploitée est issue d’une énergie nucléaire.
Le processus d’électrolyse
De nombreux spécialistes présentent déjà l’hydrogène comme le vecteur énergétique du futur. Effectivement, des voies permettant de réduire les émissions de CO2 ont été découvertes. Comme évoqué plus haut, l’électrolyse constitue un procédé de premier choix pour obtenir de l’hydrogène vert. La technique consiste tout simplement à dissocier l’hydrogène présent dans la molécule d’eau de l’oxygène en utilisant un courant électrique.
L’absence d’énergies fossiles permet de produire de l’hydrogène plus respectueux de l’environnement. A titre de comparaison pour 1 kg d’hydrogène produit, l’émission de CO2 découlant de l’électrolyse exploitant les énergies renouvelables est de 1,6 kg contre 2,8 kg l’électricité résulte d’un mix énergétique répondant aux normes françaises. Ces émissions atteignent presque les 20 kg avec un mix électrique européen. Cela pourrait conduire par exemple à des moyens de chauffage bien plus écologiques qui seraient alimentés grâce à l’hydrogène.
A quoi servira l’hydrogène vert ?
En France, 27% des émissions globales de GES résultent du transport. Face à ce constat, il devient urgent d’adopter une énergie compatible avec la notion de mobilité propre. Les congrès et événements sur le sujet se multiplient, comme Horizons-Hydrogène par exemple, abordant entre autres la thématique de l’hydrogène décarboné.
L’hydrogène vert peut justement être utilisé comme carburant. Sa combustion rejetant principalement des oxydes d’azote (NOx) et non du CO2, il peut être considéré comme une alternative plus propre aux carburants classiques.
Dans le secteur industriel, l’hydrogène peut être exploité pour décarboner l’alimentation énergétique des différentes unités et des techniques utilisées en production. Il est par exemple envisageable d’utiliser de l’hydrogène vert à la place du charbon pour fabriquer de l’acier.
En tant que vecteur d’énergie, l’hydrogène permet de stocker l’électricité générée par les énergies renouvelables (éolienne et solaire, notamment). Cette solution offre la possibilité d’équilibrer la consommation et la production lorsque cette dernière est excessive ou insuffisante.
D’autres applications sont en cours d’études, tendant vers un avenir prometteur pour l’exploitation de l’hydrogène décarboné.
Quelles sont les limites de l’hydrogène décarboné ?
Malgré son potentiel, l’hydrogène décarboné se heurte à certaines difficultés qui limitent les perspectives, du moins à court terme. Il faut par exemple savoir que le stockage du H2 est extrêmement complexe car il est nécessaire de passer par une phase de compression en amont. En outre, il s’agit d’un gaz de faible densité ce qui implique des difficultés au niveau du transport.
C’est sans oublier les coûts de production qui restent élevés par rapport aux solutions existantes. On peut également noter le fait que la mise en place d’un réseau de stockage/distribution similaire aux stations de carburant représente un investissement important. Le déploiement à large échelle reste donc limité par la disponibilité d’infrastructures adéquates et par les questions budgétaires.
A l’évidence, l’hydrogène décarboné est un vecteur énergétique attractif. Si sa production et son exploitation progressent timidement, il possède un avenir prometteur.
