L’hydrogène vert figure parmi les solutions énergétiques les plus intéressantes pour répondre aux enjeux environnementaux actuels. Ce gaz capable de fournir une énergie plus propre pour produire de l’électricité se présente en effet comme un carburant alternatif innovant.
Face à l’urgence écologique, il apparaît judicieux de se familiariser davantage avec cette solution énergétique dès aujourd’hui en parcourant notre guide de l’hydrogène vert. Toutefois, avant de s’intéresser plus en détail à cette énergie renouvelable, il faut dans un premier temps comprendre comment elle est produite et tout ce qui la caractérise.
Lumière sur ce qu’il convient de savoir à propos de l’hydrogène vert.
Hydrogène vert : définition
L’hydrogène vert : à quoi cela fait-il référence ? Voilà une première question que beaucoup de personnes peuvent se poser en entendant parler pour la première fois de cette énergie. Son nom peut toutefois permettre d’avoir un premier élément de réponse, car l’hydrogène est en effet produit à l’aide de molécules d’eau (hydro provenant du mot grec hudôr signifiant eau).
L’hydrogène vert est ainsi un gaz produit par un procédé appelé électrolyse. Ce procédé permet alors de séparer les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène grâce à l’électricité.
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.
Il convient de faire la différence entre l’hydrogène vert et les autres types d’hydrogène, à savoir l’hydrogène bleu et l’hydrogène gris :
- l’hydrogène vert utilise une électricité provenant d’énergies renouvelables (énergie solaire, énergie hydraulique, énergie éolienne) ;
- l’hydrogène bleu est obtenu en utilisant des énergies fossiles (gaz naturel, charbon) ainsi qu’un processus de captage du carbone pour réduire les émissions de gaz à effet de serre ;
- l’hydrogène gris est également obtenu à partir d’énergies fossiles par vaporeformage sans captage de carbone.
Ainsi, l’hydrogène vert est le gaz le plus propre puisqu’il utilise des énergies renouvelables. L’hydrogène bleu est quant à lui plus polluant puisqu’il est produit à partir d’énergies fossiles, même s’il reste moins polluant que l’hydrogène gris qui entraîne le plus d’émissions de CO2.
Zoom sur les procédés de production de l’hydrogène vert
Comme évoqué précédemment, la production d’hydrogène vert repose sur un processus appelé électrolyse. Il existe toutefois différentes méthodes pour réaliser cette électrolyse :
- l’électrolyse alcaline (AEL) ;
- l’électrolyse à membrane échangeuse de protons (PEM) ;
- l’électrolyse à oxyde solide (SOEC).
La méthode la plus répandue pour produire de l’hydrogène vert est celle de l’électrolyse alcaline. Elle porte ce nom en raison de l’utilisation d’une solution d’électrolyte alcalin à base de potassium ou bien encore de sodium. Étant la méthode d’électrolyse la plus ancienne, sa maturité technologique est son principal avantage puisqu’elle permet de produire de l’hydrogène vert avec une grande maîtrise. L’électrolyse alcaline est toutefois fortement sensible aux impuretés de l’eau et produit une faible densité de courant.
Pour bénéficier d’une meilleure densité de courant, il est préférable d’utiliser la méthode d’électrolyse à membrane échangeuse de protons, bien que cette technologie soit plus récente. Le principe est d’utiliser deux électrodes séparées par une membrane en polymère solide échangeuse de protons afin de réaliser l’électrolyse. Ces matériaux sont particulièrement chers, ce qui représente le principal inconvénient de l’électrolyse PEM. En revanche, elle permet de bénéficier d’une meilleure efficacité énergétique et de mieux répondre aux variations de la demande en électricité.
Une dernière méthode très prometteuse se démarque aujourd’hui, même si elle est encore trop récente pour mesurer pleinement son efficacité. L’électrolyse à oxyde solide (ou électrolyse à haute température) est une technologie visant à obtenir de bien meilleurs rendements de conversion d’électricité en hydrogène en utilisant des électrolyseurs fonctionnant à haute température (environ 800 °C). L’électrolyse à haute température nécessite toutefois encore beaucoup d’investissement pour pouvoir être pleinement déployée.
Quelles sont les certifications de l’hydrogène vert ?
S’il existe différentes méthodes pour produire de l’hydrogène vert, il est important de s’assurer de la qualité de ce dernier. Les certifications pour l’hydrogène vert permettent de prouver la conformité du gaz par rapport aux différentes normes de qualité dans ce secteur.
Les principales certifications pour l’hydrogène vert sont alors :
- le certificat de garantie d’origine (GO) qui permet de prouver que l’hydrogène a bien été produit à partir d’énergies renouvelables et qui permet aussi de suivre la traçabilité de l’hydrogène vert ;
- le Label Vert délivré par l’association française du gaz renouvelable, qui garantit que l’hydrogène répond à des critères de durabilité spécifiques ;
- le Renewable Hydrogen Certificate (RHC) principalement utilisé aux États-Unis et garantissant lui aussi que l’hydrogène vert respecte les normes de qualité.
Le Conseil Européeen de l’Énergie Renouvelable (EREC) peut également délivrer une certification appelée Certificat de Durabilité. Le Certificat de Qualité peut aussi concerner l’hydrogène vert, même s’il est plus couramment délivré pour l’hydrogène produit à partir d’énergies fossiles comme cela est le cas pour l’hydrogène bleu ou l’hydrogène gris.
Les méthodes de transport et le stockage de l’hydrogène vert
Une fois produit, l’hydrogène vert doit être stocké et transporté pour pouvoir être utilisé. Malheureusement, le stockage et le transport de l’hydrogène vert sont un véritable défi, car ce gaz possède une faible densité énergétique. Léger et petit, il peut s’étendre partout, ce qui est un problème aussi bien pour le conserver que pour éviter les réactions chimiques auxquelles l’hydrogène vert est très sensible.
Les recherches liées à l’hydrogène vert se concentrent donc beaucoup sur des solutions pour pouvoir stocker et transporter l’hydrogène vert en toute sécurité. Différentes méthodes ont déjà pu faire leurs preuves telles que :
- la liquéfaction à basse température ;
- la compression (gaz à haute pression) ;
- la conversion en vecteurs énergétiques liquide ;
- le stockage dans des hydrures métalliques.
Quels sont les différents acteurs impliqués dans le secteur de l’hydrogène vert ?
La production d’hydrogène n’en est qu’à ses débuts. Néanmoins, de nombreux acteurs s’impliquent déjà dans ce secteur pour permettre une évolution rapide et démocratiser ainsi l’utilisation de ce gaz en tant qu’énergie.
Parmi les différents acteurs de l’hydrogène vert, il est notamment possible de citer :
- les producteurs d’énergie renouvelable puisqu’ils sont les principaux fournisseurs d’électricité utilisée pour produire l’hydrogène vert ;
- les fabricants d’électrolyseurs sans qui il ne serait pas possible de convertir l’eau en hydrogène ;
- les distributeurs d’hydrogène qui assurent la livraison du gaz aux utilisateurs finaux ;
- les utilisateurs finaux possédant des appareils ou des véhicules fonctionnant grâce à l’hydrogène.
Les utilisateurs finaux sont aujourd’hui bien souvent des entreprises industrielles utilisant l’hydrogène vert comme source d’énergie. Les entreprises de transport possèdent également des véhicules à hydrogène. Les particuliers sont toutefois de plus en plus nombreux à posséder des appareils domestiques fonctionnant à l’hydrogène.
D’autres acteurs du secteur de l’hydrogène vert sont particulièrement importants : les chercheurs et les scientifiques. Comme cela a été dit précédemment, l’hydrogène vert est une énergie renouvelable utilisée depuis peu de temps. Elle nécessite ainsi beaucoup de recherches pour améliorer ses procédés de fabrication et pour faciliter son stockage et son transport. Les scientifiques et les chercheurs participent ainsi à ces objectifs tout en permettant de réduire les coûts de production et ainsi permettre de démocratiser davantage l’hydrogène vert.
Enfin, puisque les coûts sont encore aujourd’hui un frein important au secteur, les acteurs importants de l’hydrogène vert sont aussi les gouvernements et les investisseurs. En accordant des subventions, des incitations fiscales ou bien encore d’autres aides financières, les gouvernements contribuent grandement au développement de l’énergie tout en s’impliquant dans des politiques de décarbonisation. Les investisseurs peuvent quant à eux aider aux développements de certains projets innovants autour de l’hydrogène vert.
Quelles sont les aides financières disponibles pour permettre l’évolution du secteur de l’hydrogène vert ?
Comme nous venons de l’évoquer, le secteur de l’hydrogène vert nécessite aujourd’hui des investissements considérables sur l’ensemble de la chaîne pour pouvoir se développer.
Pour soutenir ce développement, les aides financières pour l’hydrogène vert sont donc indispensables. Différents financements existent déjà :
- les financements publics accordés par les gouvernements du monde entier (subventions, crédits d’impôt, prêts, etc.) ;
- les investissements privés (fond d’investissement en capital-risque, investisseurs institutionnels ;
- les financements multilatéraux par la Banque européenne d’investissement et la Banque mondiale (prêts, subventions, garanties de prêt et d’assistance technique).
Les financements participatifs sont également très fréquents pour collecter des fonds auprès du grand public afin de faire naître certains projets ambitieux liés à l’hydrogène vert. Les investisseurs participant à ces projets de financement peuvent en contrepartie recevoir des avantages ou une part des revenus générés par les projets.
Enfin, les entreprises peuvent elles aussi financer certains projets en confiant par exemple de l’argent à des starts-ups ou d’autres projets en phase de démarrage dans le domaine de l’hydrogène vert. Financer des projets écologiques en utilisant leurs propres fonds peut permettre aux entreprises de passer à l’action et d’améliorer leur image de marque.
Face à l’émergence de l’hydrogène vert et l’importance de développer de telles énergies pour préserver l’environnement, les aides et financements risquent de se multiplier dans les années à venir.
Hydrogène vert : où en est-on aujourd’hui ?
Quel est l’état des lieux pour le secteur de l’hydrogène ? Voilà une question légitime à l’heure où les entreprises tout comme les particuliers sont à la recherche de solutions énergétiques plus propres.
L’hydrogène vert connaît un développement rapide depuis quelques années, que ce soit en France ou en Europe. Ce développement est soutenu par les politiques publiques, mais nécessite encore de nombreux investissements pour pouvoir se déployer pleinement.
La transition énergétique est toutefois de plus en plus une priorité. La Commission européenne a ainsi adopté une stratégie pour le déploiement de l’hydrogène renouvelable dans différents secteurs tels que les transports, l’industrie et bien sûr l’énergie. En France, des investissements pour le développement et la recherche dans le secteur de l’hydrogène vert sont également à prévoir.
Grâce à l’action des gouvernements et aux financements, l’hydrogène vert a ainsi toutes ses chances de devenir une énergie majeure dans quelques années.
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