Face à l’urgence climatique, réduire les émissions de gaz à effet de serre dans de nombreux secteurs est une réelle nécessité. Il convient ainsi d’employer de nouvelles énergies plus propres et plus écologiques telles que l’hydrogène vert.
Qu’est-ce que l’hydrogène vert ? Comment est-il produit ? Pourquoi est-il si prometteur face aux enjeux de la décarbonation et quels sont les défis à relever pour le développement de cette énergie renouvelable ?
Lumière sur tout ce qu’il faut savoir à propos de l’hydrogène vert.
L’hydrogène vert : qu’est-ce que c’est ?
Avant d’entrer dans les détails, il est nécessaire de comprendre ce qu’est réellement l’hydrogène vert et pourquoi ce dernier est d’ailleurs considéré comme une source d’énergie écologique.
L’hydrogène vert permet de créer de l’électricité de façon plus écologique
L’hydrogène vert (ou hydrogène renouvelable) est un gaz permettant d’alimenter en électricité certains appareils compatibles avec cette énergie. Aujourd’hui, ce sont notamment les piles à combustible (PAC) qui sont utilisées pour alimenter les appareils en hydrogène. Ainsi, les piles à combustible fonctionnent de la même façon qu’une batterie au lithium pour alimenter les appareils électriques, comme des véhicules ou des systèmes de chauffage.
La grande différence entre les piles à combustible et les batteries au lithium réside dans l’aspect écologique de ces deux éléments permettant d’alimenter les appareils en électricité. L’hydrogène vert contenu dans les piles à combustible est en effet une énergie propre issue d’un procédé nommé électrolyse.
L’hydrogène vert : un gaz issu de l’eau et des énergies renouvelables
Si l’hydrogène vert est considéré comme une énergie propre, c’est parce qu’elle est produite grâce à la séparation de molécules d’eau grâce au procédé de l’électrolyse. Cette électrolyse est réalisée grâce à de l’électricité issue d’énergies renouvelables telles que :
- l’énergie solaire ;
- l’énergie éolienne ;
- l’énergie hydraulique.
Ainsi, l’hydrogène vert n’emploie pas d’énergies carbonées dans ce processus de fabrication, ce qui permet de bénéficier d’un gaz plus écologique. D’autres types d’hydrogène peuvent également être produits, mais ils ne sont pas considérés comme propres.
En effet, l’hydrogène gris est obtenu par une technique de vaporeformage utilisant des énergies fossiles comme le gaz naturel ou le charbon. L’hydrogène bleu quant à lui est légèrement plus écologique, puisqu’il utilise également des énergies fossiles dans ce processus de fabrication, mais il subit également un processus de captage de carbone. Le carbone peut en effet être capturé et stocké sous terre pour limiter les émissions de gaz à effet de serre (CO2) dans l’atmosphère.
Les procédés de fabrication de l’hydrogène vert
L’hydrogène vert est produit grâce au processus de l’électrolyse. Plusieurs méthodes peuvent être employées pour réaliser cette électrolyse :
- l’électrolyse alcaline (AEL) qui est le procédé le plus courant ;
- l’électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM) plus récemment utilisés ;
- l’électrolyse à oxyde solide (SOEC) qui est encore plus récente, mais très prometteuse.
L’électrolyse alcaline consiste à utiliser une solution d’électrolyte alcalin (sodium, potassium, etc.) afin de provoquer la séparation des molécules hydrauliques. Cette méthode est la première méthode d’électrolyse utilisée et bénéficie à ce titre d’une grande maturité technologique. La maîtrise de cette technique est donc meilleure, même si elle ne répond que partiellement aux besoins d’efficacité. L’électrolyse alcaline produit en effet une faible densité de courant et est particulièrement sensible aux impuretés pouvant être présentes dans l’eau.
Pour apporter des solutions à ce problème et bénéficier d’une meilleure efficacité énergétique, d’autres méthodes d’électrolyse ont été plus récemment développées. C’est le cas de l’électrolyse PEM qui utilise deux électrodes séparées par une membrane en polymère pour séparer les molécules hydrauliques.
Enfin, l’électrolyse SOEC est un procédé utilisant de hautes températures (environ 800 °C) pour réaliser l’électrolyse. Cette technologie permet d’obtenir les meilleurs rendements de conversion d’électricité en hydrogène, mais elle reste trop récente pour mesurer correctement son efficacité sur le long terme.
Pourquoi l’hydrogène vert est une énergie d’avenir ?
En étant un gaz propre, l’hydrogène vert contribue aux stratégies de décarbonation devenues une priorité pour de nombreux gouvernements face à l’urgence écologique. Il devient primordial de trouver des solutions pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et protéger l’environnement.
L’hydrogène vert pour réduire les émissions de gaz à effet de serre
Le CO2 de plus en plus important dans l’air est en effet la principale cause de dérèglement climatique. Avec la hausse des températures, la planète fait face à de nombreux problèmes environnementaux (fonte des glaces, mise en danger des écosystèmes, conditions de vie pénibles, sécheresse, etc.). Pour réduire les émissions de dioxyde de carbone, il faut pour cela également réduire la consommation en énergie fossile (gaz naturel, charbon, pétrole, etc.).
Malheureusement, il est bien sûr aujourd’hui impossible de se passer des énergies fossiles pour alimenter les foyers, les industries, les infrastructures, etc. L’enjeu est plutôt de consacrer des investissements conséquents pour produire une énergie plus écologique et décarbonée, ce qui est le cas de l’hydrogène vert.
L’hydrogène vert appliqué à de nombreux secteurs
Produire une énergie plus propre est un défi pour de nombreux secteurs en France et partout ailleurs dans le monde. Ainsi, l’utilisation de l’hydrogène vert peut concerner :
- le secteur de l’industrie ;
- le secteur des transports ;
- le secteur du tourisme.
En ce qui concerne l’industrie, l’hydrogène vert peut notamment être peu à peu introduit dans les processus de fabrication et permettre de réduire les émissions de gaz à effet de serre très important dans ce secteur.
Pour les transports, les enjeux face à la décarbonation sont également de taille. Tous les moyens de transport sont concernés par cette problématique et à ce titre, de nombreuses solutions sont déjà déployées telles que les véhicules à pile à combustible, les trains, ou bien encore les bus à hydrogène. Le secteur aéronautique et maritime s’intéresse également à certains projets liés à l’hydrogène vert.
L’hydrogène vert peut également être employé dans le secteur du tourisme, particulièrement critiqué pour son impact écologique. L’utilisation de véhicules à hydrogène pourrait ainsi révolutionner le voyage d’ici quelques années et permettre de se déplacer de façon plus écologique, et ce, même à l’autre bout du monde.
Enfin, la production d’hydrogène vert participe également à l’indépendance énergétique, primordiale dans un contexte géopolitique incertain. Face aux potentielles tensions avec les pays exportateurs d’énergie, pouvoir produire sa propre énergie grâce à des sources renouvelables abondantes est un avantage considérable. Cela permet en effet de mieux maîtriser les coûts des énergies et de maintenir l’économie d’un pays.
Quels sont les défis à relever pour le secteur de l’hydrogène vert ?
Si l’hydrogène vert est un secteur particulièrement prometteur pour de nombreuses raisons, il doit encore relever des défis importants avant d’être pleinement déployé dans le monde entier. L’hydrogène vert est en effet une énergie nouvelle demandant des investissements considérables en recherche et en développement pour se perfectionner.
L’hydrogène vert connaît notamment deux problématiques majeures : un coût encore trop élevé par rapport aux énergies fossiles ainsi que des difficultés pour le stockage et le transport de ce gaz. En effet, l’hydrogène vert coûte cher en raison des coûts engendrés par les procédés d’électrolyse, ce qui empêche sa démocratisation et qui impacte beaucoup sa compétitivité. Enfin, étant un gaz léger, l’hydrogène vert est difficile à contenir et donc à transporter sans risque de fuites.
Toutefois, l’engouement autour de l’hydrogène vert est tel que son évolution et son amélioration sont rapides et très prometteuses pour l’avenir.
