Quelles applications pour l’hydrogène vert ? Si l’utilisation de l’hydrogène zéro émission contribue à décarboner les industries, le secteur tertiaire va également profiter de ses bienfaits écologiques.
En effet, le secteur tertiaire comprend plusieurs domaines qui émettent de grandes quantités de gaz à effet de serre : les transports, le bâtiment, etc. Les professionnels de l’hydrogène vert travaillent activement pour proposer des solutions concrètes, notamment pour la mobilité. Découvrons quelles sont les utilisations de l’hydrogène zéro carbone dans le secteur tertiaire. Étayons-les ensuite avec quelques projets mis en œuvre par plusieurs entreprises soucieuses de décarboner leurs activités.
Transition énergétique : l’alternative nommée hydrogène vert
L’hydrogène est un gaz qui abonde sur Terre et dans tout l’Univers. Mais pour l’utiliser, il faut l’isoler d’autres éléments chimiques. En ce sens, l’hydrogène n’est pas une énergie primaire. Il faut donc une autre source énergétique pour pouvoir le produire. Longtemps, la production d’hydrogène a reposé sur l’utilisation des énergies fossiles, principalement le gaz naturel et le charbon. Utiliser l’hydrogène dans la quête d’un monde décarbonée relevait donc du non-sens. Toutefois, les avancées technologiques ont rendu l’hydrogène bien plus performant.
Comment l’hydrogène peut-il devenir une énergie propre ?
La production d’un hydrogène décarboné est possible. Pour ce faire, il faut utiliser la méthode de l’électrolyse de l’eau. Un courant électrique est envoyé afin de séparer les molécules d’eau : d’un côté, les atomes d’hydrogène ; de l’autre, les atomes de dioxygène. Cependant, l’hydrogène est « vert » uniquement si l’électricité provient d’une énergie renouvelable (éolienne, solaire). Si l’électricité provient de l’énergie nucléaire, on dit que l’hydrogène est rose. Enfin, l’hydrogène bleu désigne un gaz obtenu à partir du vaporeformage du gaz naturel. Le CO2 rejeté est capté, puis stocké sous terre ou sous l’océan.
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.
En quoi l’hydrogène vert peut-il devenir une énergie importante dans le secteur tertiaire ?
L’hydrogène peut servir, de près ou de loin, à tous les secteurs du tertiaire. Alors que l’ensemble de la société doit agir pour lutter contre le réchauffement climatique, les solutions en matière d’énergies propres se résumaient à l’éolien et le solaire. Or, ces sources d’énergie sont intermittentes. Cela signifie qu’elles produisent de l’électricité en suivant les variations de la météo. Autrement dit, les panneaux photovoltaïques produisent de l’énergie par temps ensoleillé, alors que les éoliennes fonctionnent seulement s’il y a du vent.
Le problème, c’est que l’électricité se stocke mal. Elle se consomme principalement au moment de la production. C’est là qu’intervient l’hydrogène vert : sa production via l’excédent électrique des énergies renouvelables peut facilement se stocker dans des piles à combustible. Une véritable aubaine, d’autant que lorsqu’elle transforme l’hydrogène vert en électricité, la pile à combustible ne rejette que de la vapeur d’eau. Cette solution d’avenir se nomme le Power-to-Gas.
Dès lors, le développement de l’hydrogène zéro carbone offre de multiples possibilités dans le secteur tertiaire. Rappelons que les transports, le commerce, le tourisme, la restauration, les activités financières, administratives, informatiques et immobilières, les services, l’éducation, la santé sont des domaines qui appartiennent au secteur tertiaire.
Hydrogène vert et transport : le carburant du futur ?
La France s’est fixé un objectif : installer pour 6,5 GW d’électrolyseurs d’ici à 2030. Grâce à ce déploiement, 700 000 tonnes d’hydrogène vert pourraient être produites par an. Une grande partie de cette énergie durable alimentera alors les transports où, grâce à la pile à combustible, l’hydrogène vert servira de carburant.
La production et l’utilisation d’hydrogène vert dans les transports participeront à la transition énergétique. À l’heure actuelle, près d’un tiers des émissions de gaz à effet de serre provient des transports. Pêle-mêle, citons :
- les flottes commerciales ;
- les fourgons de livraison ;
- les véhicules des particuliers ;
- les avions de tourisme ;
- les trains de voyageurs ;
- les cars ;
- les ferrys et bateaux de plaisances.
Outre son aspect écologique, l’hydrogène vert en tant que carburant offre d’autres avantages. À commencer par son niveau d’autonomie, bien supérieur à la batterie électrique à lithium ion. Un plein d’hydrogène dans une pile à combustible peut fournir 650 à 700 km d’autonomie. De plus, 1 kg d’hydrogène zéro carbone libère trois fois plus de puissance énergétique que l’essence et 100 fois plus que les batteries électriques. Enfin, le temps de charge d’un véhicule à hydrogène s’avère largement inférieur à celui fonctionnant avec une batterie électrique. Par exemple, un bus à hydrogène fait le plein en 20 min, alors qu’il faut 4 heures de charge pour un bus électrique.
L’hydrogène vert pour comme source d’énergie pour chauffer les bâtiments
Selon la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné lancée par le gouvernement français en 2020, l’utilisation de cette énergie durable doit servir en priorité à décarboner l’industrie et la mobilité. Toutefois, le secteur tertiaire, notamment le bâtiment, n’est pas laissé de côté.
Comme évoqué précédemment, les piles à combustible présentent un intérêt de stockage énergétique intéressant. Grâce à elles, un bâtiment commercial, mais également un hôtel, un restaurant, un établissement financier ou une collectivité peuvent atteindre l’autonomie énergétique. Un mix énergétique composé de panneaux photovoltaïques et de piles à combustion à hydrogène peut alors repartir correctement la source d’énergie. Pendant les périodes ensoleillées, le bâtiment utilise directement l’énergie solaire et stocke le surplus dans les piles à combustion. Par manque de lumière, l’hydrogène stocké est employé pour chauffer et éclairer le bâtiment.
Production d’hydrogène zéro carbone : quelques exemples de projets dans le secteur tertiaire
Peu à peu, les projets liés à l’utilisation de l’hydrogène renouvelable se multiplient en France et dans plusieurs autres pays. Dans le tertiaire, ils concernent en premier lieu le secteur des transports.
Une première flotte de trains à hydrogène inaugurée en Allemagne
En 2022, le groupe français Alstom a fourni une flotte de quatorze trains à hydrogène à la région de Basse-Saxe, dans le nord de l’Allemagne. Il s’agit d’une première mondiale. En Europe, un train sur deux fonctionne au diesel. Par manque d’infrastructures adéquates, la ligne de train devrait dans un premier temps fonctionner avec de l’hydrogène gris, c’est-à-dire issu des énergies fossiles. Dès 2025, les trains devraient être alimentés en hydrogène vert produit localement ou importé du Canada. La France n’est pas en reste, puisqu’une première rame fonctionnant à l’hydrogène a roulé en février 2023 à Loches, en Indre-et-Loire.
Un premier vol d’essai pour un avion A380 à hydrogène renouvelable
Le constructeur d’avions franco-allemand Airbus a annoncé son intention d’effectuer un premier vol d’essai avec un avion A380 à hydrogène. Prévu pour 2025, le vol devrait se réaliser grâce à quatre réservoirs d’hydrogène liquide placés à l’arrière de l’appareil. L’utilisation du moteur à hydrogène promet plusieurs défis, comme la nécessité de stocker l’hydrogène vert à l’état liquide. Cela implique de le garder en cuve à une température de -235 °C. Airbus devrait ensuite étudier la possibilité de développer un avion doté de piles à combustible. L’entreprise poursuit son objectif de commercialiser des avions zéro carbone en 2035.
De l’hydrogène zéro carbone pour les datacenters
À l’échelle internationale, les projets d’alimentation électrique grâce à l’hydrogène fleurissent également. Citons l’exemple de Microsoft, qui, en 2020, a tenté d’alimenter un de ses serveurs de datacenters à l’aide d’une pile à combustible. Le test n’a duré que 48 heures, mais s’est avéré concluant. Pour l’instant, l’objectif n’est pas de fournir une électricité grâce à l’hydrogène décarboné sur la totalité d’un datacenter, mais de supprimer les groupes électrogènes qui fonctionnent au diesel. Ceux-ci fonctionnent en cas de panne électrique du réseau. Rappelons que l’empreinte carbone des datacenters atteint celle de l’aviation, soit 2 % des émissions totales de gaz à effet de serre. En 2040, le stockage des données pourrait représenter 14 % des émissions.
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