Hydrogène décarboné : de quoi parle-t-on ?
Définition hydrogène décarboné
L’hydrogène décarboné correspond à un hydrogène qui émet peu de carbone lorsqu’il est produit, puis lors de son utilisation.
On parle aussi d’hydrogène vert ou encore d’hydrogène propre.
Revenons d’abord sur une définition de l’hydrogène. Il s’agit d’un élément chimique et finalement, par abus de langage, lorsque l’on parle d’hydrogène, on fait plutôt référence au dihydrogène (H2).
Le dihydrogène est un vecteur d’énergie : il doit être produit puis consommé pour pouvoir être utilisé comme une source d’énergie. Ce qui est bien différent des énergies qui existent à ce jour comme le pétrole, le charbon ou le gaz.
En effet, il n’existe pas de puits ou de sources d’hydrogène. Il faut d’abord séparer l’eau (H2O) du méthane (CH4) pour produire l’hydrogène.
Pour être de l’hydrogène décarboné, il faut que l’hydrogène ait une empreinte carbone inférieure ou égale à 3 kg CO2/ kgH2. Cela exige donc une fabrication à partir du phénomène d’électrolyse de l’eau, rendue possible par l’utilisation d’énergie renouvelable ou dans une moindre mesure avec une énergie bas carbone possible avec le nucléaire.
Focus sur l’hydrogène produit en France aujourd’hui
Aujourd’hui en France, 95% de la production d’hydrogène est produite à partir d’énergies fossiles (charbon, gaz naturel et pétrole). On parle donc d’hydrogène gris.
Ce qui signifie que l’on est encore loin de pouvoir produire de l’hydrogène qui n’aurait presque pas d’impact sur l’environnement. Pour ce faire, il faut décarboner la production d’hydrogène.
Comment décarboner l’hydrogène ? Il faut choisir la façon de la produire la plus verte. Il s’agit d’opter pour l’électrolyse de l’eau qui utilise l’eau et l’électricité. Évidemment, l’électricité utilisée doit être issue d’énergie renouvelable.
Réussir à produire un hydrogène décarboné constitue un enjeu de cette décennie. La raison est simple : c’est une source d’énergie qui pourrait permettre d’atteindre la neutralité carbone en 2050.
En effet l’utilisation de l’hydrogène est multiple. Ainsi, l’hydrogène renouvelable ou bas-carbone peut être un outil pour décarboner en profondeur de nombreux secteurs de l’économie du pays.
Comment est utilisé l’hydrogène à ce jour ?
Globalement, les usages de l’hydrogène décarboné sont de trois ordres :
- En tant que matière première ou réactif dans le domaine industriel. L’hydrogène entre notamment dans le processus de fabrication de l’ammoniac, du pétrole, d’engrais chimiques ou encore dans la métallurgie. Dans une optique de transition écologique en faveur de l’utilisation massive d’hydrogène décarboné, ces secteurs émetteurs de millions de tonnes CO2 devraient décroître. L’hydrogène serait alors utilisé pour d’autres usages dans l’industrie (céramique, verre, sidérurgie, etc);
- L’hydrogène est aussi un outil pour stocker l’électricité issue des énergies renouvelables. En effet, l’hydrogène offre la possibilité de récupérer l’énergie solaire ou éolienne produite lors des pics de production. Avec ce procédé, le surplus énergétique est transformé en gaz naturel : il peut être réinjecté directement dans le réseau ou être transformé en électricité. On appelle cette voie d’utilisation le power-to-gas;
- La troisième utilisation possible de l’hydrogène concerne le secteur des transports. À ce jour, le transport est responsable de 27% des émissions de gaz à effet de serre globales en France. Il est possible d’utiliser l’hydrogène pour décarboner ce secteur via la combustion directe ou en utilisant une pile à combustible. On imagine aisément le développement de l’hydrogène dans le transport de marchandises longues distances avec des poids lourds, des méthaniers ou encore de trains. Le développement de la voiture individuelle à l’hydrogène est aussi une possibilité car une voiture alimentée en hydrogène est jusqu’à 75% plus écologique qu’un véhicule thermique.
La place de l’hydrogène en France dans le futur
Les défis à relever pour le développement de la filière
Pour que l’hydrogène décarboné s’impose dans notre futur, il y a quelques enjeux à relever.
Le premier et pas des moindres est celui du coût de production de l’hydrogène.
L’hydrogène idéal, qui n’émet que peu de CO2, a un coût élevé. À titre de comparaison, l’hydrogène vert coûte en moyenne entre 5 à 10 euros le kilo. Du côté de l’hydrogène gris, produit à partir de gaz naturel, les prix sont bien moins élevés : 1,50 à 2 euros le kilo !
Pour réduire le coût de l’hydrogène vert, il semble essentiel de réussir à déployer les électrolyseurs sur tout le territoire. Il faut également que le coût de l’électricité renouvelable diminue avec le développement de l’éolien en mer notamment.
Parmi les autres challenges, il convient de rappeler que le déploiement de la filière hydrogène doit se faire au moyen de compétences en présence sur le territoire et d’innovation boostée par la recherche & développement. La filière a donc besoin d’un fort soutien pour se développer massivement.
Le Plan Hydrogène
La France a décidé de se doter d’un Plan Hydrogène ambitieux pour permettre au territoire de développer l’hydrogène décarboné.
L’objectif majeur est d'intégrer ce vecteur énergétique bas carbone pour limiter le réchauffement climatique à 2°C d’ici à 2100. L’objectif est d’atteindre la neutralité carbone du pays pour 2050.
Le Plan Hydrogène, lancé initialement en juin 2018, a fixé des objectifs pour le pays. Celui d’atteindre jusqu’à 10% d’utilisation de l’hydrogène dans les procédés industriels dès 2023 pour atteindre 40% en 2028.
Pour ce faire, l’État accompagne toutes les étapes qui vont permettre de voir émerger une filière dynamique et suffisamment conséquente pour relever les défis actuels :
- Soutenir la recherche pour développer des technologies autour de la production ou le stockage de l’hydrogène;
- Soutien à l’industrialisation sur le plan national et en partenariat avec des acteurs européens et création de partenariats stratégiques avec d’autres acteurs;
- Faire émerger une filière française de l’électrolyse bas carbone;
- Développer une mobilité lourde autour de l’hydrogène;
En savoir plus sur le plan de relance pour le soutien à la production d’hydrogène du gouvernement.
Une énergie d’avenir ?
L’État prévoit d’investir 7 milliards d’euros pour soutenir l’hydrogène. Grâce à ce mécanisme de soutien, d’ici 2030, plus de 100 000 emplois devraient donc être créés.
Pour la France, il s’agit donc bien d’une énergie d’avenir pour décarboner l’industrie et le secteur des transports.
Pour participer au déploiement de la filière hydrogène, entourez-vous d’une entreprise de tuyauterie industrielle spécialiste dans les mobilités et les transitions.
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