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Énergie du futur : l’énorme potentiel de l’hydrogène

L’hydrogène offre la pos­si­bil­ité de rompre avec notre dépen­dance aux éner­gies fos­siles, mise en lumière par la guerre en Ukraine, et d’atteindre les objec­tifs cli­ma­tiques. L’hydrogène peut réduire les émis­sions de CO2 de l’industrie et du trans­port. Ain­si, cette énergie aux mul­ti­ples ver­tus sem­ble être la solu­tion pour la décar­bon­a­tion de nos sociétés.

La crise cli­ma­tique que nous tra­ver­sons peut-elle être atténuée par l’utilisation de l’hydrogène vert, c’est-à-dire pro­duit par des éner­gies renou­ve­lables comme les éoli­ennes et les pan­neaux solaires ? Dans ce cas, la seule émis­sion serait de l’eau potable !

Les par­ti­sans de l’hydrogène vert sont per­suadés que cette énergie met­tra un terme à notre dépen­dance aux éner­gies fos­siles (gaz, pét­role) et nous aidera dans la tran­si­tion vers un monde zéro émis­sion. Cela con­cerne notam­ment les indus­tries lour­des comme celles de l’acier et du ciment. La pile à com­bustible pour­rait ain­si devenir la règle pour les voitures et les camions.

Par­al­lèle­ment, il sera pos­si­ble de réduire les émis­sions grâce à l’hydrogène dit bleu, c’est-à-dire fab­riqué à par­tir de gaz naturel, mais dont le CO2 est cap­té durant la phase de production.

Attein­dre les objec­tifs climatiques

L’hydrogène est au cen­tre de toutes les atten­tions, que ce soit au niveau indus­triel ou au niveau poli­tique. De nom­breux États espèrent lui faire jouer un rôle clé, moteur, pour attein­dre l’objectif zéro émis­sion à l’horizon 2050.

Le bond tech­nologique per­met déjà une élec­trol­yse moins coû­teuse alors que l’électricité pro­duite par le vent, le soleil et l’eau est bien plus disponible qu’il y a quelques années. La pro­duc­tion d’hydrogène vert trans­forme véri­ta­ble­ment le marché de l’énergie.

Simon Ben­nett, ana­lyste tech­nolo­gie au sein de l’Agence inter­na­tionale de l’énergie (AIE), explique : « L’hydrogène est une solu­tion impor­tante avec les éner­gies renou­ve­lables et l’électrification. Les objec­tifs cli­ma­tiques ont réelle­ment changé les choses. Nous avons besoin de l’hydrogène pour attein­dre nos objec­tifs cli­ma­tiques. Et nous avons besoin d’accroître notre engage­ment et les investisse­ments dès aujourd’hui. Cela nous per­me­t­tra de dis­pos­er de capac­ités en hydrogène suff­isantes au moment où nous en aurons le plus besoin, c’est-à-dire dans un futur proche. »

Un avis partagé par Antti Pohjo­ran­ta, respon­s­able tech­nolo­gie pour l’hydrogène renou­ve­lable au sein de l’entreprise fin­landaise Neste : « Nous avons besoin de l’hydrogène pour attein­dre nos objec­tifs cli­ma­tiques. Et nous avons besoin d’accroître notre engage­ment et les investisse­ments dès aujourd’hui ».

Dans sa raf­finer­ie de Por­voo, en Fin­lande, Neste développe son pre­mier com­plexe indus­triel ali­men­té par de l’hydrogène vert. Le pro­jet Sus­tain­able Hydro­gen & Recov­ery Car­bon (SHARC) fonc­tionne avec l’électrolyse de l’eau pour la pro­duc­tion d’hydrogène renou­ve­lable et la cap­ta­tion et le stock­age de car­bone issu de la pro­duc­tion d’hydrogène bleu ou gris. L’objectif est de réduire les émis­sions de CO2 de qua­tre mil­lions de tonnes sur dix ans.

« Nous avons besoin d’action, et d’agir plus rapi­de­ment, mais cela va pren­dre du temps avant que les risques tech­niques et financiers soient bien gérés. Ces risques peu­vent être min­imisés gradu­elle­ment en amélio­rant les tech­nolo­gies et en sou­tenant l’industrie. C’est exacte­ment ce que fait Neste », a indiqué Antti Pohjoranta.

Les secteurs clés

Aujourd’hui, l’hydrogène est essen­tielle­ment util­isé dans le raf­fi­nage du pét­role et la pro­duc­tion de fer­til­isants. La demande d’hydrogène pour le secteur indus­triel a plus que triplé depuis 1975, selon le rap­port « The Future of Hydro­gen » de l’AIE.

À cause de cette demande qui explose, la pro­duc­tion d’hydrogène gris (à par­tir du gaz) et brun ou noir (à par­tir de char­bon) compte pour 830 mil­lions de tonnes de CO2 par an, soit autour de 35 % des gaz à effet de serre (GES).

Pour faire baiss­er ces émis­sions alar­mantes, de nom­breux pays tels que le Cana­da, l’Australie, les Pays-Bas et le Roy­aume-Uni investis­sent mas­sive­ment dans les tech­nolo­gies pour la pro­duc­tion d’hydrogène bleu. À long terme, l’utilisation de l’hydrogène vert per­me­t­tra de réduire sig­ni­fica­tive­ment les émissions.
Mais l’hydrogène aura aus­si des impacts béné­fiques dans d’autres secteurs :

• les indus­tries avec de fortes émis­sions de CO2 qui con­som­ment énor­mé­ment de char­bon telles que les indus­tries métal­lurgiques, les aciéries et les cimenteries ;

• le trans­port de marchan­dis­es par camions, bateaux, mais aus­si les déplace­ments en voiture et en avion ;

• le stock­age et le trans­port de l’hydrogène dans des zones qui ne dis­posent pas d’énergie renouvelable.

L’industrie auto­mo­bile a déjà amor­cé son virage hydrogène. Que l’on songe à Toy­ota et sa Mirai, ou à Hyundai et sa ix.35, par exemple.

Toute­fois, les con­struc­teurs se heur­tent à deux écueils : des prix très élevés et le manque de sta­tions. En 2021, l’étude « Glob­al Mar­ket for Hydro­gen Fuel­ing Sta­tion » pub­liée par le cab­i­net Infor­ma­tion Trends dénom­brait 600 sta­tions-ser­vice hydrogène à tra­vers le monde (con­tre 432 fin 2019). L’étude indi­quait toute­fois que le nom­bre de sta­tions serait suff­isant en Europe occi­den­tale, en Chine, au Japon, en Corée du Sud et aux États-Unis, à l’horizon 2035.

Mais c’est dans l’aviation (fret et trans­port de pas­sagers longue dis­tance) que l’hydrogène sem­ble avoir un bel avenir. Si le ray­on d’action et le poids des bat­ter­ies posent un prob­lème, beau­coup se tour­nent vers le Sus­tain­able Avi­a­tion Fuel (SAF) fab­riqué à par­tir d’hydrogène com­biné à du car­bone lui-même pro­duit à par­tir d’émissions de CO2 cap­tées. Cette énergie, appelée e‑SAF, peut-être injec­tée dans les avions exis­tants avec peu de mod­i­fi­ca­tions, car elle est chim­ique­ment proche du kérosène actuel.

Beau­coup d’analystes pensent que l’hydrogène est en fait une bulle sus­cep­ti­ble d’éclater. Mais Simon Ben­nett de l’AIE indique qu’une bulle est néces­saire pour con­solid­er une indus­trie et qu’il est pri­mor­dial d’injecter du cap­i­tal pour voir ce qui fonc­tionne et ce qui ne fonc­tionne pas.

L’hydrogène fait par­tie de l’équation menant à un monde zéro émis­sion. Cela ne veut pas dire que toute l’économie sera basée sur l’hydrogène, mais que cette énergie va jouer un rôle de plus en plus grand dans une mul­ti­tude de secteurs.

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