La nécessité de réduire la pollution environnementale fait désormais consensus. Pour autant, les énergies fossiles (pétrole, charbon…) sont toujours massivement utilisées. En 2019, elles représentaient 80,2% des énergies finales dans le monde : une part aussi élevée que dix ans auparavant !
Face à ce constat, le regard se tourne de plus en plus vers les énergies dites “vertes”. La Commission européenne souhaite à ce titre développer le marché de l’hydrogène. Le but est de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 55% dans l’Union européenne d’ici 2030. Un plan pour le moins ambitieux.
Mais qu’est-ce que l’hydrogène, exactement ? Est-il véritablement écologique ? Peut-il s’imposer comme une énergie du futur ?
Dans un souci de clarté, nous utiliserons ici le terme hydrogène (H). Néanmoins, le terme exacte est dihydrogène (H2), qui est le vecteur énergétique composé d’eau et d’hydrocarbures ou d’électricité.
L’hydrogène, qu’est-ce que c’est et comment ça marche ?
L’hydrogène est un gaz très léger, inodore, incolore et non toxique. C’est aussi l’élément chimique le plus répandu : il représente ainsi 70% de la matière dans l’univers ! À l’état naturel, il est généralement combiné avec d’autres atomes. Associé à l’oxygène, il forme la molécule d’eau (H2O). On le retrouve aussi dans le gaz naturel ou encore le pétrole. Des procédés chimiques permettent de séparer l’hydrogène des éléments auxquels il est associé.
Contrairement à ce qu’on pourrait penser, il ne s’agit pas d’une “nouvelle” énergie puisqu’elle est exploitée depuis le 19e siècle. Aujourd’hui, elle est surtout utilisée dans l’industrie pétrolière, l’électronique ou la chimie industrielle.
L’hydrogène peut également être utilisé comme carburant, et produire de l’électricité à l’aide de piles à combustible. Il peut ainsi faire rouler des véhicules (et voler de petits avions) en ne rejetant que de l’eau. D’où son appellation : hydrogène vient de hydro (eau) et gène (produit).
Cette énergie peut donc être utilisée pour décarboner les transports, mais aussi stocker et produire de l’électricité. Et ce n’est pas tout. Elle peut également être exploitée pour décarboner le secteur industriel, par exemple en alimentant en énergie des unités industrielles, ou en substituant les énergies fossiles utilisées actuellement dans les procédés industriels.
L’hydrogène est-il écologique ?
L’hydrogène présente un avantage conséquent par rapport aux énergies fossiles. En effet, il est disponible en très grandes quantités partout sur la Terre. Ce n’est pas, pour autant, une ressource facilement accessible, puisqu’elle est toujours mélangée à d’autres éléments chimiques (eau, gaz, etc.). L’hydrogène “seul”, à l’état pur, n’existe pas ou très peu.
Ceci étant posé, il reste que l’hydrogène est une énergie beaucoup plus propre que les énergies fossiles, en ce qu’elle n’émet pas de polluants. On peut donc dire, a priori, qu’elle est écologique. Attention, l’hydrogène est écologique seulement si le processus d’électrolyse de l’eau est réalisé à partir d’électricité renouvelable. Il peut également être produit grâce à la biomasse ou au biométhane.
Cependant, la façon dont est actuellement produit l’hydrogène tend à contredire cette assertion. Aujourd’hui, l’immense majorité de l’hydrogène, soit 95%, est produite au travers d’énergies fossiles (généralement eau + hydrocarbures). D’autant que, l’hydrogène n’existant pas à l’état pur, il faut mobiliser des ressources pour le séparer des autres éléments. Les procédés utilisés n’étant pas “propres”, on ne peut pas vraiment considérer l’hydrogène comme une énergie verte à part entière.
L’hydrogène a le potentiel de devenir une énergie propre. Si toutefois les procédés utilisés pour le produire deviennent plus vertueux. Si c’est le cas, on utilise le terme « hydrogène vert ».
Reste que l’hydrogène souffre d’un défaut particulier : il prend beaucoup de place et il est difficile à transporter. On estime que son prix à la pompe est dû à 80% à son stockage, à son transport et à sa distribution. Mais cette possibilité de stocker l’énergie est aussi un avantage, car on ne peut pas vraiment le faire avec l’électricité.
Tout est donc, on le voit, une question de nuance.
Quelles sont les perspectives d’avenir de l’hydrogène ?
L’Agence internationale de l’énergie l’a assuré en 2019 : l’hydrogène doit jouer un rôle clé dans la transition énergétique.
En France, la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) vise un taux d’incorporation d’hydrogène décarboné dans l’hydrogène industriel de 10% en 2023 et de 20 à 40% en 2028, ainsi qu’un nombre de véhicules légers à hydrogène de 5 000 en 2023 et 20 000 à 50 000 en 2028.
Pour l’instant, la part d’énergie renouvelable dans le mix énergétique en France est de 19,1% (chiffres 2020). Cela représente moins de 7 % de la production totale d’énergie. La France souhaite cependant porter la part de production des énergies renouvelables à 40% d’ici 2030.
Depuis plusieurs années, l’Union européenne développe quant à elle des programmes de recherche et de développement autour de l’hydrogène. Nous avons vu qu’un ensemble de mesures visant à réduire les gaz à effet de serre avait été lancé. Cela devrait donner l’impulsion pour développer de nouvelles énergies, dont l’hydrogène. Sa demande pourrait ainsi être multipliée par dix d’ici 2050, et son chiffre d’affaires pourrait s’élever à 2500 milliards de dollars !
Certains acteurs industriels commencent par ailleurs à utiliser de l’hydrogène dans leurs procédés. Par exemple, ArcelorMittal utilise désormais de l’hydrogène vert pour sa production d’acier. Les constructeurs automobiles misent aussi sur cette énergie : Toyota, Hyundai et Renault, pour ne citer qu’eux, ont déjà investi dans l’hydrogène pour inventer de nouvelles mobilités.
Ailleurs dans le monde, l’hydrogène connaît aussi un regain d’intérêt. L’Allemagne et la Chine ont ainsi investi des milliards d’euros dans cette énergie, dans le but notamment de décarboner les transports.
Le réchauffement climatique, en faisant peser une indéniable menace sur la planète, pousse les Etats et les industriels à accélérer le développement de nouvelles énergies plus propres et plus vertueuses. Certes, tout n’est pas parfait : on a vu par exemple que la production d’hydrogène était loin d’être écologique actuellement. Mais des évolutions sont en cours, pour miser en priorité sur les énergies vertes et faire d’elles les acteurs clés de la transition écologique et de la préservation de l’environnement.
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