Pourquoi miser sur l’hydrogène vert ?

Le dihydrogène (H₂), communément appelé hydrogène, est un gaz utilisé par beaucoup d’industriels depuis des années, notamment dans l’industrie pétrolière (raffinage) et chimique (production d’ammoniac et de méthanol…), mais aussi dans la métallurgie, l’électronique, la pharmacologie ou l’agroalimentaire. S’il est abondant sur la planète, il est rarement présent à l’état pur dans la nature.

Le plus souvent lié à d’autres éléments (carbone, oxygène…), il doit être isolé pour être utilisé. Aujourd’hui, l’hydrogène est produit, à plus de 90 %, à partir d’énergies fossiles, pour des raisons économiques, et le processus rejette du dioxyde de carbone, principal gaz responsable de l’effet de serre, dans l’atmosphère. Tout l’enjeu est désormais de le produire de façon décarbonée.

L’hydrogène vert, dont tout le monde parle aujourd’hui, est produit à partir d’énergies renouvelables (éolien, solaire, biomasse…). Parmi les différents procédés, la France a jugé l’électrolyse de l’eau comme le plus prometteur. En faisant passer du courant électrique dans le liquide – l’électricité doit être d’origine renouvelable (éolien, solaire) ou bas-carbone (nucléaire) pour obtenir de l’hydrogène décarboné – l’électrolyseur sépare la molécule d’eau en ses deux composantes que sont l’oxygène et l’hydrogène.

La production à grande échelle de cet hydrogène propre doit non seulement permettre de « verdir » l’industrie qui utilise l’hydrogène comme produit de base ou comme réactif, mais aussi valoriser l’hydrogène comme vecteur d’énergie dans d’autres usages, notamment :

• la mobilité : couplé à un apport d’oxygène dans une pile à combustible (PAC), l’hydrogène produit de l’électricité, en ne rejetant que de l’eau. L’enjeu est ici de développer la mobilité propre en visant en premier lieu les véhicules lourds, avec des transports collectifs et de marchandises fonctionnant à l’hydrogène (trains, poids lourds, véhicules utilitaires, bennes à ordures ménagères…) ;

• le chauffage : il s’agit ici d’injecter une faible proportion d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel ;

• l’alimentation de générateurs électro-hydrogène, pour produire de l’électricité zéro émission dans des zones où l’électricité n’est pas facilement accessible (chantiers, événementiel, régions isolées…).

Le stockage d’énergie sous forme d’hydrogène permettrait également de pallier l’intermittence des énergies renouvelables (éolien et solaire). L’électrolyse permet en effet, quand le réseau est excédentaire, de stocker le surplus d’électricité sous forme d’hydrogène. Celui-ci pourrait être réutilisé dans une pile à combustible pour fabriquer de l’électricité quand le réseau est déficitaire.

Le plan hydrogène français et ses 7,2 milliards d’euros, présenté en septembre 2020, est notamment dédié à la structuration d’une industrie française des électrolyseurs, qui vont apparaître progressivement sur le territoire pour permettre les différents usages. La France table sur 6,5 GW d’électrolyse déployée en 2030, contre 5 MW en 2020, et sur 6 millions de tonnes de CO2 évitées par an, soit les émissions de la Ville de Paris sur une année (chiffres France Hydrogène).