L'hydrogène, on en parle ? - Veille transition énergétique

Sur les lèvres de nombreux acteurs, allant des chercheurs aux politiciens en passant par les économistes pour ne citer que ceux-ci, c’est un mot qui donne espoir en ces temps.

Ce qu’il faudrait savoir

L’hydrogène, s’il est produit à partir de matières premières renouvelables, est une source alternative viable. Elle pourrait remplacer les combustibles fossiles conventionnels en raison de son potentiel énergétique élevé (122 kJ/g). Quand l’hydrogène est utilisé comme carburant, son principal produit de combustion est l’eau. Qui, lui, peut être recyclée pour produire plus d’hydrogène. Mais contrairement aux combustibles fossiles, l’hydrogène n’est pas facilement disponible dans la nature. Les méthodes de production couramment utilisées sont assez coûteuses. Un des enjeux clé de l’hydrogène concerne sa production. Afin que l’hydrogène soit considéré comme une énergie décarboné, sa méthode de production doit respecter une faible émission de CO2.

On parle d’hydrogène gris quand celui-ci est produit avec des énergies fossiles. (gaz naturel, etc.) On le qualifie de bleu lorsqu’il est produit de la même façon, mais que le CO2 émis est récupéré et valorisé.

L’électrolyse de l’eau est une méthode utilisée pour produire de l’hydrogène vert. Pour que cette méthode de production soit réellement verte, l’énergie électrique utilisée pour l’électrolyse doit également être renouvelable. (solaire, éolien, hydroélectrique, etc.)

Concrètement

Un kilo d’hydrogène permet de stocker trois fois plus d’énergie qu’un kilo d’essence. Cent fois plus que les meilleures batteries électriques. Cette propriété permet d’envisager l’hydrogène comme une alternative très intéressante pour les secteurs des transports. L’hydrogène permet d’augmenter l’autonomie des véhicules, notamment ceux qui réalisent des trajets longs (automobile, train, véhicules lourds). Par ailleurs, l’hydrogène est un gaz ; faire le plein d’un véhicule à partir d’un gaz est beaucoup plus rapide. Alors qu’il faut 6 à 8 heures pour recharger la batterie électrique d’un véhicule. Il ne faut que quelques minutes dans le cas d’un véhicule électrique qui fonctionne à partir d’hydrogène. L’hydrogène permet à la fois d’emporter plus d’énergie, donc d’aller plus loin et d’effectuer une recharge plus rapidement.

Actuellement, environ 98 % de l’hydrogène provient des combustibles fossiles. Globalement, 40 % de l’hydrogène est produit à partir de gaz naturel ou de reformage à la vapeur d’hydrocarbures. 30 % à partir de pétrole, 18 % à partir de charbon et 4 % partir d’électrolyse de l’eau. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a assuré dans un rapport qui date déjà de 2019 que l’hydrogène est une énergie d’avenir. En effet, grâce à son faible rejet de CO2 cette énergie paraît être une alternative crédible. L’hydrogène est un vecteur et n’est pas présent à l’état pur dans la nature. Il faut donc mobiliser de l’énergie pour l’extraire, le transporter, le transformer. Il est certes beaucoup moins polluant que d’autres alternatives, mais pas sans aucune émission de CO2. Dans le cadre de la transition énergétique l’hydrogène est utilisé comme stockage de l’énergie et comme carburant.

Si son utilisation est si bénéfique, pourquoi n’est-elle pas étalée massivement ?

On doit décarboner, c’est une évidence. Cependant, ces processus sont coûteux et pas toujours respectueux de l’environnement. Mais, les freins ne sont pas technologiques, puisque les avancées à la matière ont été remarquables ces dernières années. La question est plutôt celle de la source d’énergie primaire. Il faut avoir à disposition de l’électricité verte, d’origine photovoltaïque, hydraulique ou éolienne par exemple, pour produire de l’hydrogène vert. A l’heure actuelle, la production de ce type d’énergie est limitée. C’est donc là qu’il faut concentrer les efforts. Pour permettre à l’hydrogène de remplir correctement son rôle, il faudrait donc augmenter la part d’électricité non carbonée (nucléaire ou ENR) dans le mix énergétique mondial. Cela nécessite donc des investissements supplémentaires. L’appui des pouvoirs publics est donc essentiel dans cette problématique.

Tout l’enjeu est de se placer dans le cadre d’une logique de substitution. Substituer à nos usages massifs d’énergie fossile des usages d’énergie décarbonée. Aujourd’hui le pétrole sert massivement à faire rouler nos véhicules. Mais pour que la voiture électrique à hydrogène se massifie, il faut disposer de réserves énergétiques qui viennent compenser, puis se substituer à l’or noir que l’on extrait de la croûte terrestre. C’est la raison pour laquelle il est absolument nécessaire d’augmenter la part de la production d’énergies renouvelables.

Les procédés biologiques pour palier cela ?

Les procédés biologiques pour la production d’hydrogène peuvent fonctionner dans des conditions opératoires moins énergivores. Plus respectueuses de l’environnement par rapport aux méthodes chimiques conventionnelles. Cette approche est très écologique. Elle ouvre aussi de nouvelles voies pour l’exploitation de ressources énergétiques renouvelables illimitées. En outre, ils peuvent également utiliser différents déchets, ce qui facilite le recyclage des déchets. La production d’hydrogène biologique utilisant la biomasse riche en hydrates de carbone comme ressource renouvelable est l’une des différentes méthodes dans lesquelles les processus peuvent se produire via un processus anaérobie et un processus de photosynthèse.