Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?
L’hydrogène vert est également connu sous le nom d’hydrogène renouvelable. Cette dénomination représente de l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau alimentée grâce à une énergie renouvelable (ex. : électricité produite par des panneaux solaires, une éolienne ou une hydrolienne).
Il s’agit par conséquent d’une forme d’hydrogène produite de manière durable. Celle-ci est aussi nommée hydrogène décarboné, c’est-à-dire sans émission de gaz à effet de serre durant sa production.
À titre de comparaison, l’hydrogène gris est produit à partir de combustibles fossiles, tels que le gaz naturel. Ces combustibles ne sont donc pas durables et produisent des gaz à effet de serre.
À noter que l’hydrogène est naturellement présent sur terre et dans l’eau. Cependant, le processus d’extraction et de purification n’est pas suffisamment rentable aujourd’hui pour répondre aux demandes à venir.
De ce fait, la production d’hydrogène vert représente à l’heure actuelle la filière la plus prometteuse pour tendre vers une énergie durable et propre. Le processus de production est le suivant :
- l’électrolyse de l’eau qui va permettre de séparer l’hydrogène de l’oxygène présent dans l’eau, en utilisant un électrolyseur alimenté par de l’électricité provenant d’une énergie renouvelable ;
- la collecte de l’hydrogène, qui peut être ensuite liquéfié ou comprimé pour faciliter son stockage et son transport.
La production d’hydrogène est en soi un processus simple qui est déjà maîtrisé depuis plusieurs décennies. L’un des principaux freins au développement et à la commercialisation de cette source d’énergie est le coût de production. En effet, l’électricité nécessaire pour l’électrolyse représente un coût financier élevé. De même, la quantité d’électricité produite par des énergies renouvelables reste instable pour permettre une production régulière et à grande échelle.
Néanmoins, le développement des énergies renouvelables combiné aux avancés technologiques devraient permettre d’augmenter la compétitivité de ce gaz prometteur pour la transition énergétique.
Quels sont les avantages de l’hydrogène vert ?
L’hydrogène vert est une source d’énergie prometteuse depuis déjà plusieurs années. En effet, ce gaz renouvelable présente de nombreux avantages :
- sa production n’émet pas d’émissions de carbone, grâce à de l’électricité produite par des énergies renouvelables (solaire, éolien ou hydraulique) ;
- il peut être utilisé comme un moyen de stockage et de transport d’énergie, avec la possibilité d’utiliser un surplus d’électricité pour produire de l’hydrogène, stocker l’hydrogène puis convertir cet hydrogène en électricité lors des périodes de baisse de production d’électricité ;
- il peut être utilisé dans de nombreux domaines, en tant que source d’énergie pour l’industrie, le chauffage, la production d’électricité, les véhicules à hydrogène… ;
- cette source d’énergie permet de réduire notre dépendance aux énergies fossiles (pétrole, gaz naturel… ;
- le développement de l’hydrogène vert comme source d’énergie permettrait d’améliorer significativement la qualité de l’air, grâce à l’utilisation d’une énergie dont la production et l’utilisation ne dégagent pas de polluants atmosphériques, de particules fines et de gaz à effet de serre ;
- le développement de la production d’hydrogène vert sur le territoire français permettrait de renforcer notre indépendance énergétique.
L’hydrogène vert possède ainsi des avantages significatifs. Il représente aujourd’hui une solution d’avenir durable, respectueuse de l’environnement et créatrice d’emplois. À l’heure où notre dépendance au pétrole et au gaz naturel étrangers pèse sur la gestion financière de notre activité économique, l’hydrogène s’avère également être une solution efficace pour maîtriser le coût de l’énergie.
Quels sont les défis associés à l’hydrogène vert ?
L’hydrogène vert est une source d’énergie connue et développée depuis déjà plusieurs années. Cependant, cette source d’énergie est encore peu présente dans notre quotidien. Pour quelle raison ? Tout simplement parce que le processus de production d’hydrogène vert n’est pas rentable actuellement pour assurer une production à grande échelle et à un tarif accessible au plus grand nombre.
D’autres paramètres viennent également ralentir son développement et sa commercialisation au grand public.
Des coûts de production élevés
La production d’hydrogène vert nécessite d’utiliser une quantité non négligeable d’électricité lors de l’opération de l’électrolyse. Or, pour que cet hydrogène soit qualifié de vert — c’est-à-dire de durable —, l’électricité utilisée doit provenir d’une énergie renouvelable.
Pour l’instant, l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique ne permet pas de garantir une production d’électricité stable et suffisante pour répondre aux besoins énergétiques en toutes saisons.
Par conséquent, le coût de l’électricité verte — dans la majorité des cas — est plus élevé que l’électricité provenant du nucléaire. De ce fait, la production d’hydrogène vert s’en trouve impactée. Les coûts de production sont encore trop élevés pour une commercialisation rentable de l’hydrogène vert à grande échelle.
Des économies d’échelle difficilement atteignables
L’une des solutions avancées pour rentabiliser la production d’hydrogène vert serait de réaliser des économies d’échelle. Or, pour cela, il faudrait une forte demande d’hydrogène vert de la part des entreprises et des particuliers.
Force est de constater que l’hydrogène ne fait pas encore partie de nos sources d’énergie privilégiées, et ceci, quel que soit son mode de production (hydrogène vert, hydrogène gris…).
Il faudra sans nul doute encore plusieurs années pour atteindre une capacité de production ainsi qu’une demande en hydrogène vert suffisantes afin de réaliser des économies d’échelle.
Un rendement énergétique insuffisant
Le processus d’électrolyse ne permet pas aujourd’hui d’obtenir un bon rendement énergétique. La quantité d’électricité consommée dans le processus d’électrolyse est bien souvent supérieure à l’énergie produite grâce à l’hydrogène.
Le processus d’électrolyse dans la production d’hydrogène vert est donc amené à être amélioré. Le défi à relever sera de consommer moins d’électricité pour produire de l’hydrogène vert.
Un manque d’infrastructures adaptées
L’hydrogène vert reste une source d’énergie marginalisée face au pétrole, au gaz naturel et à l’électricité. De ce fait, la majorité des infrastructures présentant un besoin important en énergie ne sont pas adaptées pour le stockage et l’utilisation en toute sécurité de l’hydrogène vert.
Pour rappel, l’hydrogène vert se présente sous la forme d’un gaz. Ce gaz est inflammable. Par conséquent, son transport, son stockage ainsi que sa manipulation doivent répondre à des règles strictes en matière de sécurité.
La généralisation de l’hydrogène vert comme source d’énergie durable représente ainsi un défi logistique. D’importants investissements sont nécessaires en amont afin de conformer nos infrastructures au transport, au stockage et à l’utilisation de gaz inflammables.
De nombreux défis sont donc à relever pour généraliser la production et l’utilisation d’hydrogène vert dans notre industrie et notre quotidien. Néanmoins, ces défis ne sont pas insurmontables et sont — pour la plupart — communs au développement de toutes nouvelles énergies.
De même, les investissements concernant des alternatives aux énergies fossiles ne cessent d’augmenter ces dernières années. Le constat alarmant du réchauffement climatique ainsi que l’instabilité des prix des énergies fossiles accélèrent ainsi les projets de développement de l’hydrogène vert.
Comment l’hydrogène vert peut-il s’inscrire dans la transition énergétique ?
L’hydrogène est une solution d’avenir pour remplacer progressivement les énergies fossiles. Étant l’une des pièces maîtresses dans le projet de décarbonisation de notre économie, l’hydrogène vert peut répondre à plusieurs problématiques :
- la possibilité de stocker une énergie renouvelable, afin de pallier les instabilités de la production d’énergie solaire et éolienne ;
- le remplacement progressif de l’hydrogène gris — principalement utilisé à l’heure actuelle par nos industries — par de l’hydrogène vert, afin de tendre vers une décarbonisation de notre industrie et ainsi répondre aux objectifs de l’accord de Paris sur le climat ;
- une nouvelle alternative au carburant issue de l’industrie pétrolière et à l’électricité en proposant des véhicules alimentés par de l’hydrogène vert et émettant uniquement des particules d’eau ;
- la production de chaleur et d’électricité grâce à l’hydrogène vert, afin d’alimenter les entreprises et les foyers avec une énergie propre, renouvelable et stable ;
- un retour vers une autonomie énergétique, afin de ne plus dépendre des prix fluctuants du pétrole et du gaz importés ;
- la création d’emplois vertueux venant soutenir la reprise économique dans un objectif d’économie durable.
La transition énergétique nous impose aujourd’hui de nous tourner vers des énergies renouvelables, pouvant être produites en grande quantité et de manière constante, tout en pouvant être stockées et transportables au besoin. L’hydrogène vert répond à tous ces impératifs, ce qui en fait une énergie propre et durable.
Quels sont les projets actuels de développement de l’hydrogène vert ?
Les gouvernements tout comme les entreprises et les investisseurs saisissent aujourd’hui le potentiel de l’hydrogène vert comme source d’énergie de demain. C’est pour cette raison que de nombreux projets de développement de l’hydrogène vert émergent chaque année sur le territoire français et à l’international.
Voici quelques exemples de projets de grande envergure portés par le gouvernement français et les entreprises françaises.
Le groupe ENGIE : acteur majeur dans le développement de l’hydrogène vert en France
ENGIE annonce sans détour sa volonté de devenir leader sur le marché de l’hydrogène vert en France. Pour cela, cette multinationale a entrepris plusieurs projets de grande envergure :
- le projet HyGreen Provence, qui représente la construction d’un lieu de production, de stockage et de distribution d’hydrogène vert à l’échelle industrielle ;
- le déploiement de Zero Emission Valley, qui consiste en la construction de 20 stations d’hydrogène pour 2030 dans les régions Auvergne et Rhône-Alpes — fortement polluées par les émissions des véhicules diesel et essence ;
- la construction et le ravitaillement d’une station d’hydrogène pour le premier train à l’hydrogène vert — nommé Coradia iLint — aux Pays-Bas.
Les fournisseurs d’énergie — tels que Engie — intègrent ainsi progressivement cette nouvelle source d’énergie.
Un dispositif majeur d’aides à la recherche et au développement mis en place par le gouvernement français
Dès 2020, le gouvernement français a établi un plan d’envergure pour le développement de l’hydrogène vert. L’objectif principal est de décarboner massivement l’industrie et les transports à l’horizon 2030.
Le plan d’action initié par le gouvernement pour atteindre cet objectif est le suivant :
- installer massivement des électrolyseurs afin d’atteindre une production d’hydrogène vert de l’ordre de 600 kt/an ;
- développer la mobilité propre grâce à l’hydrogène, notamment pour les véhicules lourds ;
- construire une filière hydrogène vert créatrice d’emplois sur le territoire français, afin d’acquérir un savoir-faire et une autonomie énergétique.
De même, l’État a débloqué une enveloppe budgétaire conséquente pour venir soutenir 22 projets de recherche et développement de l’hydrogène vert en France.
Ces projets consistent notamment à :
- optimiser la production et le stockage d’hydrogène vert ;
- développer la pile à combustible — permettant de générer de l’électricité à partir d’hydrogène ;
- soutenir la R&D sur l’avion à hydrogène ;
- déployer les trains à hydrogène sur le territoire français.
Le gouvernement français se revendique ainsi être une nation pionnière de l’hydrogène. D’autres gouvernements d’États industrialisés emboîtent également le pas, accompagnés de multinationales voulant s’inscrire durablement dans une économie vertueuse.
L’hydrogène vert s’inscrit donc concrètement dans la transition énergétique. Cette source d’énergie renouvelable tant évoquée ces dernières décennies fait aujourd’hui partie des solutions déjà mises en œuvre pour décarboner notre industrie et notre mobilité. L’hydrogène vert devrait ainsi progressivement prendre sa place aux côtés de l’électricité comme source d’énergie exploitable dans notre quotidien.
Les progrès obtenus dans la filière hydrogène vert n’ont jamais été aussi rapides et prometteurs. Vous pouvez par ailleurs faire un pas vers la transition énergétique en soutenant ces initiatives et en vous tenant informé sur les nouvelles évolutions technologiques pouvant entrer dans votre quotidien.
N’hésitez pas à nous faire partager votre opinion sur le développement de l’hydrogène vert et à poser vos éventuelles questions en commentaires.
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