L’hydrogène vert s’impose de plus en plus comme une source énergétique clé pour la transition énergétique et la décarbonation de l’Europe. Grâce à des processus de production innovants, à l’image de l’électrolyse de l’eau, alimentée par de l’électricité d’origine renouvelable, ce gaz zéro émission offre une alternative propre face aux combustibles fossiles, et ce, que ce soit pour les secteurs du transport, de l’industrie, etc. Depuis quelques années, l’Europe se positionne comme un acteur phare du développement de l’hydrogène vert, avec notamment plusieurs projets en cours et à venir en France, en Allemagne et dans d’autres pays de l’Union.
Faisons un état des lieux de la place de l’hydrogène vert en Europe, des différentes stratégies, initiatives et défis liés à sa production, jusqu’à son transport et son utilisation.
Hydrogène vert en Europe : contexte et définitions
Alors que les enjeux écologiques concernent tous les pays du monde, l’Europe montre un vif intérêt pour l’hydrogène vert depuis le milieu des années 2010. Il faut dire que l’Union européenne s’est fixé des objectifs ambitieux en matière de lutte contre le changement climatique. En effet, en décembre 2019, la Commission européenne lance un grand plan d’action, le « Green Deal », qui vise à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, avec une réduction des émissions de gaz à effet de serre d’au moins 55 % à l’horizon 2030 (par rapport aux niveaux de 1990). Dans ce cas de figure, il paraît aujourd’hui évident que la transition énergétique vers des énergies renouvelables et la décarbonation des secteurs clés de l’économie sont essentielles.
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.
Définition et production de l’hydrogène vert
L’hydrogène vert est un gaz produit par électrolyse de l’eau, à savoir un processus qui sépare les molécules d’eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2) par le biais de l’électricité. Lorsque cette même électricité provient de sources d’énergie renouvelables, comme l’éolien, le solaire ou l’hydroélectrique, on dit alors que l’hydrogène produit est un hydrogène vert, puisqu’il n’émet pas de CO2 lors de sa production.
À noter que l’hydrogène vert ne doit pas être confondu avec l’hydrogène gris et l’hydrogène bleu, tous deux issus de méthodes plus polluantes, comme le reformage, ou vaporeformage, du gaz naturel et l’électrolyse alimentée par de l’électricité d’origine nucléaire ou fossile.
Les avantages de l’hydrogène vert par rapport aux autres formes d’hydrogène
L’hydrogène vert présente plusieurs avantages par rapport aux autres formes d’hydrogène. Tout d’abord, il est produit sans émissions de CO2 et contribue ainsi à la décarbonation des secteurs énergétiques et industriels. De plus, il peut être utilisé comme vecteur énergétique pour stocker l’électricité renouvelable excédentaire, notamment en période de faible demande.
Mais au-delà de tous ces atouts, il faut aussi savoir que l’hydrogène vert est le plus conforme aux objectifs climatiques de l’Union européenne et aux engagements internationaux pris en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre (Accord de Paris sur le climat, 2015).
La production d’hydrogène vert en Europe
Ces dernières années, plusieurs pays européens ont lancé des projets de production d’hydrogène vert pour répondre à la demande croissante en énergies décarbonées.
Les projets de production en cours et à venir
La France prévoit par exemple d’investir 8,9 milliards d’euros d’ici 2030 pour développer la production et l’utilisation de l’hydrogène vert dans le cadre de son plan national hydrogène. De son côté, l’Allemagne a déployé une stratégie nationale visant à produire 10 gigawatts d’hydrogène vert à l’horizon 2030, contre 5 gigawatts prévus initialement par le gouvernement d’Angela Merkel, le tout pour un investissement de plus de 10 milliards d’euros.
De plus, l’initiative européenne Andalusian Green Hydrogen Valley est aussi un projet majeur, qui vise à créer des écosystèmes régionaux de production, de transport et d’utilisation d’hydrogène vert en rassemblant tous les acteurs majeurs du secteur. Ce dernier prévoit d’ores et déjà de produire 300 000 tonnes d’hydrogène vert chaque année, ce qui permettrait de contribuer à l’indépendance énergétique de l’Union européenne.
Les sources d’énergie renouvelable inhérentes à la production d’hydrogène vert
Comme nous l’avons vu précédemment, la production d’hydrogène vert repose sur l’utilisation d’électricité renouvelable pour alimenter les électrolyseurs. En Europe, les sources d’énergie renouvelables les plus couramment utilisées dans ce secteur restent l’éolien, le solaire et l’hydroélectrique. Notons tout de même que, d’après une étude d’Ember, un groupe de réflexion spécialisé dans l’énergie, les énergies renouvelables dominent de plus en plus le marché énergétique de l’Union européenne. En 2022, la production d’énergie solaire a par exemple atteint le chiffre record de 39 térawattheures.
Il reste donc à exploiter ces ressources disponibles pour que la production d’hydrogène vert puisse croître et contribuer à la décarbonation du secteur énergétique européen.
Les efforts d’investissement et de recherche sur l’électrolyse de l’eau
La Commission européenne et les États membres de l’Europe souhaitent aussi vivement améliorer l’efficacité de l’électrolyse de l’eau et réduire les coûts de production de l’hydrogène vert. Pour ce faire, plusieurs programmes de financement et de recherche ont été lancés, comme Horizon Europe ou encore l’Initiative Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking, en vue de soutenir le développement de technologies innovantes en matière d’électrolyseurs et d’optimisation des processus de production.
Les applications et la demande d’hydrogène vert
En matière d’applications et de demandes, l’hydrogène vert englobe de nombreux enjeux.
L’hydrogène vert pour l’industrie sidérurgique
L’hydrogène vert est particulièrement prisé dans les secteurs industriels où la décarbonation est difficile à réaliser avec les technologies actuelles. Par exemple, l’industrie sidérurgique, qui utilise traditionnellement du charbon, vise à remplacer ce combustible fossile par de l’hydrogène vert pour produire de l’acier à faibles émissions de carbone.
L’hydrogène vert et le stockage des énergies renouvelables
L’hydrogène vert joue un rôle crucial dans le stockage et la gestion de l’électricité renouvelable. Ainsi, lorsque la production d’énergie renouvelable dépasse la demande, l’électricité excédentaire peut être utilisée pour produire de l’hydrogène vert par électrolyse de l’eau. L’hydrogène ainsi produit peut ensuite être stocké et reconverti en électricité via des piles à combustible, comme cela est parfois nécessaire en période de faibles productions ou de fortes demandes.
L’hydrogène vert et la mobilité décarbonée
L’un des enjeux majeurs de l’hydrogène vert est bien entendu de transformer le secteur des transports où il peut servir de carburant synthétique, aussi bien pour les voitures que pour les trains, les bus ou encore les bateaux. L’adoption de l’hydrogène vert comme carburant alternatif contribuerait significativement à réduire les émissions de gaz à effet de serre et faciliterait par la même occasion la transition vers une mobilité durable en Europe.
Les défis et obstacles de la production et de l’utilisation d’hydrogène vert
L’un des premiers défis de l’Europe en matière d’hydrogène vert est sans doute d’augmenter sa capacité de production. Cela implique en effet le développement de projets énergétiques renouvelables, mais aussi et surtout la modernisation et l’expansion des réseaux électriques pour que ces derniers puissent intégrer ces nouvelles sources d’énergie.
De plus, les coûts de production de l’hydrogène vert, particulièrement liés à l’électrolyse, doivent être réduits pour que celui-ci devienne compétitif par rapport aux autres sources d’hydrogène. Cela nécessite donc des investissements majeurs dans la recherche et le développement.
Également, l’Europe doit mettre en place une structure adéquate pour le transport, la distribution et le stockage de l’hydrogène vert. Cela inclut la construction de pipelines dédiés, l’adaptation des infrastructures de gaz naturel existantes ou encore le développement de technologies de stockage à grande échelle.
Enfin, il va de soi que favoriser l’adoption de l’hydrogène vert dans les secteurs industriels et dans les transports va nécessiter la mise en place de mesures incitatives, comme des subventions, des crédits d’impôt ou des obligations par le biais de normes réglementaires. Ces différentes stratégies visent évidemment à encourager les acteurs du marché à adopter l’hydrogène vert et à investir dans les infrastructures nécessaires.
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