L’hydrogène est souvent présenté comme un vecteur énergétique « vert » et une solution prometteuse pour lutter contre le réchauffement climatique. Cependant, des chercheurs de l’Université de Princeton mettent en garde contre les risques potentiels de pollution atmosphérique et d’aggravation du réchauffement climatique liés à l’utilisation de l’hydrogène.
L’hydrogène, un gaz à effet de serre indirect : quels sont les impacts sur le climat ?
L’hydrogène est un gaz à effet de serre indirect qui réagit avec d’autres gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère pour augmenter leur potentiel de réchauffement global (PRG). Des études récentes ont révélé que le PRG de l’hydrogène est bien plus élevé que calculé jusqu’à présent. En effet, l’hydrogène est environ deux fois plus puissant que le dioxyde de carbone lorsqu’il est libéré, kilogramme pour kilogramme, et 200 fois plus puissant que le CO2 à courte durée de vie.
Les scientifiques britanniques ont identifié et quantifié les différents mécanismes par lesquels l’hydrogène peut affecter la deuxième couche la plus basse de l’atmosphère lorsqu’il entre en interaction avec d’autres gaz. Ils ont montré que la molécule d’hydrogène exerce une action indirecte sur le climat en réagissant avec d’autres gaz à effet de serre, dont elle augmente le potentiel de réchauffement. Cette action indirecte peut affecter la composition de l’atmosphère, ce qui peut contribuer au réchauffement climatique.
Production d’hydrogène vert : défis et enjeux pour une énergie propre
La production d’hydrogène vert est un défi majeur pour la transition énergétique. À l’échelle mondiale, seules 1,2 million de tonnes métriques d’hydrogène vert ont été produites entre 2015 et aujourd’hui, ce qui montre que sa production reste marginale. Pour produire de l’hydrogène vert, il faut augmenter massivement la production d’électricité renouvelable.
L’hydrogène vert peut jouer un rôle important dans la réduction de l’empreinte carbone des industries et de la mobilité. Il peut incarner le futur remplaçant de l’hydrogène gris, également appelé hydrogène fossile, et contribuer à décarboner les processus de production industrielle. Cependant, la production d’hydrogène vert par électrolyse est beaucoup plus onéreuse que celle de l’hydrogène gris via vaporeformage. En effet, produire un kilogramme d’hydrogène vert coûte à l’heure actuelle entre 5 et 6 euros, ce qui est près de quatre fois plus cher que de générer de l’hydrogène gris.
Face à l’urgence climatique, la production d’hydrogène vert est devenue essentielle pour produire une énergie plus propre et efficace. Cependant, la production de masse reste un défi majeur pour les industriels. Des installations industrielles de production d’hydrogène vert sont en train d’être mises en place, telles que celle inaugurée par Lhyfe en septembre 2021. Cette usine, basée à Bouin en Vendée, est l’une des premières installations industrielles de production d’hydrogène vert en Europe et devrait produire 300 000 tonnes d’hydrogène vert par an.
La production d’hydrogène vert ne peut être mise en place qu’en s’appuyant sur une production d’électricité bas carbone, nucléaire, hydraulique et renouvelable. C’est pourquoi la France s’est fixé l’objectif de produire 700 000 tonnes d’hydrogène par électrolyse de l’eau pour 2030, soit une capacité de 6,5 GW. Cette production devrait être réalisée sur le sol français, par une industrie nationale. La production d’hydrogène vert représente donc un enjeu majeur pour l’industrie, l’économie et la réglementation. Les industriels doivent relever de nombreux défis pour produire de l’hydrogène vert en grande quantité et à un coût raisonnable, tout en garantissant la durabilité de cette énergie propre.
La transition énergétique et l’hydrogène
La transition énergétique est un enjeu majeur pour l’avenir de notre planète. L’hydrogène apparaît comme une pièce essentielle du puzzle pour réussir cette transition. En effet, il peut être produit à partir de sources renouvelables, ce qui en fait une énergie propre.
L’hydrogène est devenu un enjeu stratégique pour réussir la nécessaire transition énergétique vers la neutralité carbone à l’horizon 2050. La France, dans son plan de déploiement de l’hydrogène pour la transition énergétique de 2018, a annoncé que d’ici 2028 la moitié de la production actuelle d’hydrogène serait obtenue par électrolyse.
Des bus, des trains ou même des avions pourraient utiliser dans le futur ce carburant. Cependant, il reste encore du chemin à parcourir pour en faire une source d’énergie courante. L’hydrogène doit relever deux défis majeurs : des coûts bas de production et des sources décarbonées.
L’hydrogène vert a un rôle clé dans la transition énergétique. Mais il lui faut passer d’un marché de niche à un marché de masse. Pour cela, son coût de production doit baisser. Un point sur lequel de nombreux experts se veulent confiants puisque « d’ici la fin de la décennie, il devrait baisser de 60%, rendant l’hydrogène vert de plus en plus compétitif ».
L’utilisation aveugle de l’hydrogène pourrait ralentir la transition énergétique. En effet, malgré le grand potentiel de l’hydrogène, sa production, son transport et sa conversion nécessitent de l’énergie, ainsi que des infrastructures qui doivent être mises en place.
La gestion de l’énergie pour l’hydrogène vert
ABB a présenté son système de gestion de l’énergie ABB Ability™ OPTIMAX® sur le marché de l’hydrogène vert, pour aider à réduire les coûts de production et permettre une visibilité en temps réel de la consommation d’énergie dans l’ensemble des opérations. Ce système pourrait également contribuer à limiter les fuites d’hydrogène et à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Perspectives et précautions pour un écosystème hydrogène
Dans le contexte climatique et géostratégique actuel, l’hydrogène apparaît comme un vecteur d’énergie essentiel capable d’apporter des solutions aux problématiques de transition énergétique et de souveraineté énergétique. Cependant, son déploiement à grande échelle doit être réalisé avec prudence et en tenant compte des résultats des recherches sur les impacts environnementaux potentiels.
La production solaire d’hydrogène renouvelable
La production solaire d’hydrogène renouvelable est une voie prometteuse pour la production d’énergie verte. Des recherches récentes ont mis en lumière une nouvelle famille de matériaux avec des propriétés photo-électriques pour la production solaire d’hydrogène renouvelable. Cette technologie innovante utilise directement l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau dans des cellules photo-électro-chimiques.
La production d’hydrogène renouvelable par conversion photoréactive directe est une solution intéressante pour la production d’énergie propre et durable. Les caractéristiques de l’usine de production d’hydrogène renouvelable à La Robla, en Espagne, comprennent le démarrage d’un projet de production solaire photovoltaïque, composé de plusieurs parcs implantés sur des communes voisines, d’une capacité totale d’environ 450 MWc.
L’hydrogène renouvelable est une alternative propre et durable aux combustibles fossiles. La production de molécules d’hydrogène renouvelable est une étape importante pour la production d’énergie propre. EDP Brasil a produit la première molécule d’hydrogène renouvelable dans sa nouvelle unité de production à São Gonçalo do Amarante, au Brésil.
Les avantages de l’énergie solaire sont multiples : elle est considérée comme une alternative propre et durable aux combustibles fossiles, elle ne produit pas de gaz à effet de serre ni de pollution atmosphérique et elle est disponible dans la plupart des régions du monde. La capacité de production d’énergie solaire a augmenté de près de 22% en 2020, malgré la pandémie de COVID-19 qui a frappé le monde.
Comment la France compte devenir leader mondial de l’hydrogène décarboné
La France a pour ambition de devenir un leader mondial de l’hydrogène décarboné d’ici 2030. Pour y parvenir, le gouvernement a mis en place un plan d’investissement de 7 milliards d’euros en 2020. Le budget total consacré à la stratégie hydrogène s’élève à 2,8 milliards d’euros. La Première ministre a annoncé un investissement de 2,1 milliards d’euros pour soutenir la filière hydrogène en France.
La France a également lancé dix projets de développement de l’hydrogène que l’État va soutenir. La production d’hydrogène vert est un enjeu majeur pour la transition énergétique. Aujourd’hui, l’hydrogène est issu à 95 % de la transformation d’énergies fossiles, une solution incompatible avec les objectifs de réduction des émissions de carbone.
La filière hydrogène se développe en Europe, poussée par le Green Deal et des plans nationaux comme en Allemagne. Grâce à des entreprises engagées comme Air Liquide, Symbio ou Genvia, la France veut devenir un leader mondial de l’hydrogène décarboné.
Dans cette optique, EDF a lancé un plan hydrogène pour devenir un des leaders de la production d’hydrogène bas carbone en Europe d’ici 2030, moyennant un investissement de deux à trois milliards d’euros. Un projet de production d’hydrogène vert, d’une capacité de 26 GW et produisant 1,6 million de tonnes d’hydrogène en 2030, est également en cours de réalisation en France.
La France mise ainsi sur l’hydrogène décarboné pour répondre aux enjeux environnementaux et énergétiques de demain. Les investissements massifs dans la filière hydrogène sont un signe fort de l’engagement du pays pour une transition énergétique réussie et une production énergétique plus propre.
