Hydrogène vert : son rôle dans la transition écologique

L’activité humaine accélère le réchauffement climatique, dont les conséquences s’avèrent de plus en plus alarmantes. Le secteur énergétique fait partie des secteurs les plus concernés par la recherche de solutions de production et de consommation plus responsables, au cœur du processus de transition écologique. Il est notamment devenu absolument nécessaire de remplacer les énergies fossiles par des énergies renouvelables.

La filière hydrogène se place alors au centre d’une stratégie nationale, notamment du plan France Relance. Un ensemble de mesures doit apporter une réponse aux enjeux de l’hydrogène vert, cette énergie décarbonée qui devrait favoriser la transition écologique.

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Transition écologique et hydrogène vert : quelques principes de base

Afin de mieux saisir en quoi l’hydrogène vert peut favoriser la transition écologique, il convient de bien définir ces deux éléments.

Qu’est-ce que la transition écologique ?

La transition écologique renvoie à un changement de notre modèle économique et social qui permettrait de mieux préserver la planète. Elle fait donc allusion aux modes de production et de consommation qui devraient être adaptés de sorte à faire face au changement climatique et à la raréfaction des ressources.

 

Hydrogène décarboné: une solution prometteuse pour les collectivités

L’hydrogène décarboné se présente comme une solution prometteuse pour l’industrie mais aussi pour les collectivités. C’est tout l’objet des pages de ce livre blanc.

Tous les acteurs et tous les secteurs sont concernés par ces démarches. Plusieurs leviers peuvent être exploités pour avancer dans ce processus de transition écologique. Ces derniers ont été inscrits dans quelques-uns des dispositifs mis en place pour atteindre l’objectif de transition écologique, notamment le plan France Relance en 2021. Les mesures prévues par ce dispositif sont notamment liées :

  • à l’énergie, avec le remplacement des énergies fossiles par des énergies renouvelables comme l’hydrogène décarboné ;
  • aux transports, avec le déploiement de nouvelles solutions de mobilité urbaine et de mobilité lourde ;
  • au logement, avec la rénovation énergétique des bâtiments ;
  • à l’agriculture (souveraineté alimentaire, préservation de la biodiversité) ;
  • à la gestion de l’eau ;
  • à l’économie circulaire ;
  • à la lutte contre l’artificialisation des sols.

Le secteur énergétique est central dans l’atteinte de l’objectif de transition écologique. De nombreux changements doivent y être opérés, à commencer par la décarbonation de l’industrie. Plusieurs solutions sont envisageables pour limiter l’empreinte carbone, notamment le développement de l’hydrogène vert, d’ailleurs sujet d’une stratégie nationale.

Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?

L’hydrogène est un intrant très utilisé dans les procédés industriels, en remplacement du charbon ou du gaz naturel. Les industries pétrolières et chimiques qui le produisent ont majoritairement recours à des énergies fossiles, notamment des hydrocarbures comme le méthane. Or, le processus de vaporeformage (production de gaz riche en hydrogène) est responsable d’importants rejets de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre lui-même en partie responsable du réchauffement climatique. La composition et la production d’hydrogène carboné sont donc problématiques au vu de la situation d’urgence climatique.

L’hydrogène vert apparaît alors comme le principal vecteur énergétique de la décarbonation de l’industrie. Contrairement à l’hydrogène carboné, l’hydrogène vert n’est pas produit à partir d’énergies fossiles. Seules des énergies renouvelables sont utilisées pour sa fabrication. Cette dernière repose sur le phénomène d’électrolyse de l’eau, l’hydrogène étant l’un des composants de l’eau, bien que relativement rare à l’état moléculaire. Les électrolyseurs permettent une décomposition moléculaire pour exploiter le dihydrogène (molécule de l’élément hydrogène). Le caractère durable de la production d’hydrogène repose en partie sur l’exploitation d’électricité propre produite à partir du soleil (panneaux solaires) ou du vent (éoliennes) pour faire fonctionner les électrolyseurs.

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Une énergie verte pouvant alimenter de nombreux secteurs

La refonte complète de l’industrie de production d’hydrogène est donc au cœur de la transition écologique. Elle s’inscrit plus précisement dans une démarche de transition énergétique qui implique tous les secteurs et tous les acteurs, des grandes industries aux consommateurs.

De nombreux secteurs industriels sont concernés par l’utilisation d’hydrogène. Parmi les secteurs les plus émetteurs de l’industrie, donc ceux qui doivent faire de l’hydrogène vert un nouveau modèle de production, on retrouve :

  • la sidérurgie ;
  • la raffinerie ;
  • la chimie ;
  • le textile ;
  • la cimenterie ;
  • l’aciérie.

Les enjeux de l’hydrogène vert concernent également le secteur du transport. L’hydrogène fournit l’énergie nécessaire à la propulsion électrique des véhicules : il peut être utilisé pour les solutions de mobilité urbaine (individuelle et collective) comme pour les mobilités lourdes (trains, bateaux, avions). Cette énergie renouvelable se démarque d’ailleurs par sa forte capacité de stockage et de puissance motrice.

L’hydrogène constitue donc une alternative tout à fait pertinente aux transports thermiques, qui sont responsables de 30 % des émissions de CO2. Par exemple, la voiture à moteur thermique émet environ 180 g de CO2 par kilomètre parcouru. Mis à part le rôle essentiel des constructeurs automobiles, ce sont donc aussi les consommateurs qui peuvent contribuer à cette transition écologique en choisissant des modes de transport moins polluants, surtout à l’échelle des grandes villes de France.

L’importance du développement de l’hydrogène vert pour la transition écologique

L’hydrogène vert n’est pour l’instant pas assez développé pour constituer ce que l’on pourrait appeler « l’énergie de demain », qui permettrait d’atteindre l’objectif de transition énergétique, donc de transition écologique.

En effet, pour en produire en plus grande quantité, il faudrait bien plus de ressources et plus d’infrastructures, qui s’avèrent plutôt complexes. Le coût de production devient alors un frein au développement de cette énergie renouvelable : la production par électrolyse de l’eau coûte jusqu’à six fois plus cher que la production par vaporeformage. Le développement des technologies de l’hydrogène devient alors essentiel pour améliorer le rendement énergétique et la puissance des électrolyseurs, de sorte à faire baisser les coûts de production de l’hydrogène vert.

Il est également important d’améliorer l’accessibilité de l’hydrogène vert pour les petits consommateurs. Cela passe également par la réduction des coûts, mais aussi par l’amélioration du réseau de distribution de cette énergie. Les stations qui distribuent ce type d’énergie pour le carburant des voitures par exemple restent très rares en France.

La massification de la production et de la consommation d’hydrogène vert n’est alors possible que par le biais d’un plan d’investissement. C’est là tout l’intérêt de la stratégie française présentée par le ministère de la Transition écologique et le ministère de l’Économie, des Finances et de la Relance en 2020. Pour accélérer la transition écologique, cette stratégie repose notamment sur un objectif de 6,5 GW d’électrolyseurs installés en 2030.

Ce sont 7 milliards d’euros qui seront investis dans le cadre de cette stratégie d’ici 2030, auxquels viennent s’ajouter les presque 2 milliards d’euros du plan France 2030. Ce dernier vise à rattraper le retard de la France dans certains secteurs, mais aussi la création de nouvelles filières industrielles et technologiques, comme la filière hydrogène vert.

En tout cas, l’hydrogène vert est une technologie naissante dont le succès doit être assuré par le soutien de l’État et de toutes les filières concernées par sa production et son utilisation. Elle constitue une première avancée dans la transition écologique à l’échelle de la France, mais aussi de l’Europe et du reste du monde.

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