Hydrogène et hydrogène à faible teneur en carbone
Teneur
Hydrogène vert ou décarbonaté : que change-t-il par rapport à l'hydrogène gris
Classé comme énergie renouvelable par rapport aux combustibles fossiles
Alors que les pays du monde entier s'efforcent de réduire leurs émissions polluantes, l'utilisation de divers types d'énergie est scrutée, notamment via les sources d'énergie renouvelables (hydraulique, éolienne et solaire), mais pas seulement.
Ainsi, l'hydrogène est souvent présenté comme une source d'énergie renouvelable avec un bel avenir pour plusieurs raisons : efficacité énergétique par rapport à l'essence, ressources abondantes, et absence d'émissions polluantes. Il est également perçu comme une solution de stockage d'énergie alors que le réseau de canalisations qu'il transporte commence à se développer (4500 7 km de canalisations dédiées dans le monde). C'est pourquoi il est souvent considéré comme le carburant de demain. De plus, l'Europe y investit beaucoup, à l'image de la France et de l'Allemagne qui ont lancé des plans de soutien au développement de l'hydrogène à un coût de 9 milliards d'euros et XNUMX milliards d'euros chacun.
Cependant, l'hydrogène est loin d'être inconnu. Bien qu'il ne soit pas actuellement utilisé à grande échelle comme carburant pour les piles à combustible dans les véhicules électriques, il est largement utilisé dans les applications industrielles. C'est même un élément clé pour certaines opérations comme le raffinage ou la désulfuration des carburants. Il travaille également dans la métallurgie, l'agroalimentaire, la chimie... Rien qu'en France, 922 000 tonnes d'hydrogène sont produites et consommées annuellement pour une production mondiale de 70 millions de tonnes.
Production d'hydrogène historiquement extrêmement polluante
Mais maintenant, le tableau est loin d'être idyllique. Car si l'hydrogène ne pollue pas l'environnement, c'est un élément qu'on ne retrouve pas tel quel dans la nature, même si plusieurs rares sources naturelles ont été retrouvées. Elle nécessite donc une production spécifique, dans un procédé donc très polluant pour l'environnement, car elle émet beaucoup de CO2 et dans 95% des cas est basée sur des énergies fossiles.
Aujourd'hui, la quasi-totalité de la production d'hydrogène repose soit sur l'évaporation du gaz naturel (méthane), l'oxydation partielle du pétrole, soit sur la gazéification du charbon de bois. Dans tous les cas, la production d'un kilogramme d'hydrogène produit environ 10 kg de CO2. Côté environnement, nous reviendrons, car le niveau de production mondiale d'hydrogène (63 millions de tonnes) génère ainsi l'équivalent des émissions de CO2 de tous les déplacements aériens !
Production d'électrolyse
Alors, comment cet hydrogène peut-il être bon pour la pollution de l'air s'il ne déplace la pollution qu'en amont ?
Il existe une autre méthode pour produire de l'hydrogène : l'électrolyse. La production d'énergie fossile est alors appelée hydrogène gris, tandis que la production par électrolyse de l'eau produit de l'hydrogène à faible ou faible teneur en carbone.
Comme son nom l'indique, ce procédé de fabrication permet de produire de l'hydrogène en limitant son bilan carbone, c'est-à-dire sans recours à l'énergie fossile et avec peu d'émissions de CO2. Ce processus ne nécessite ici que de l'eau (H2O) et de l'électricité, ce qui permet aux particules de dihydrogène (H2) et d'oxygène (O) de se dissocier.
Encore une fois, l'hydrogène produit par électrolyse n'est « à faible émission de carbone » que si l'électricité qui l'alimente est également « gazéifiée ».
Actuellement, le coût de production d'hydrogène par électrolyse est également beaucoup plus élevé, environ deux à quatre fois plus élevé que celui de la production de vapeur, selon les sources et les recherches.
Du carburant pour les voitures de demain ?
C'est cet hydrogène décarboné qui est promu par les plans de développement français et allemand. Dans un premier temps, cet hydrogène devrait pouvoir répondre aux besoins de l'industrie, ainsi qu'offrir une alternative à haute mobilité pour laquelle les batteries ne sont pas une option. Cela vaut pour le transport ferroviaire, les camions, le transport fluvial et maritime, ou encore le transport aérien… même s'il y a des avancées en matière d'avions solaires.
Il faut dire qu'une pile à combustible à hydrogène peut alimenter un moteur électrique ou recharger une batterie qui lui est associée avec une plus grande autonomie lors du ravitaillement en quelques minutes, tout comme avec un moteur à combustion interne, mais sans émettre de CO2 ni de particules et uniquement de la vapeur d'eau. Mais là encore, les coûts de production étant supérieurs aux coûts de raffinage de l'essence et des moteurs, qui sont actuellement beaucoup plus chers, la pile à combustible à hydrogène ne devrait pas croître rapidement à court terme, même si l'Hydrogen Council estime que ce carburant pourrait alimenter 10 à 15 millions de véhicules dans la prochaine décennie.
