L’hydrogène « vert » c’est quoi ? Comment est-il produit ? Quels sont ses impacts écologiques ? Les chiffres de l’hydrogène en France et dans le monde ?

Hydrogène vert : définition

L’hydrogène vert est de l’hydrogène produit à partir d’énergies renouvelables telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne ou l’hydroélectricité. L’hydrogène vert est souvent présenté comme une alternative aux hydrocarbures fossiles, et comme un levier pour faire baisser les émissions de gaz à effet de serre de certains secteurs (industrie, transports, etc.).

Comment est produit l’hydrogène vert ?

Pour produire de l’hydrogène vert, on utilise généralement un électrolyseur. En résumé, dans cet électrolyseur, on fait passer un courant électrique dans de l’eau afin de séparer les molécules d’hydrogène et les molécules d’oxygène de l’eau. Pour être qualifié de « vert », « bas carbone » ou « renouvelable », l’électricité utilisée doit alors provenir de sources renouvelables, ou dans certains cas, de sources bas carbone non-renouvelables (comme l’énergie nucléaire).

Par exemple, en Union Européenne, les réglementations sur l’hydrogène renouvelable permettent de qualifier de « renouvelable » de l’hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable, mais aussi à partir d’un mix électrique « bas carbone » (à moins de 64.8 g de CO2/kWh).

À quoi sert l’hydrogène vert ? Comment l’utiliser ?

L’hydrogène ainsi produit peut alors être stocké et utilisé comme un « vecteur énergétique » dans différentes applications.

  • Par exemple, on peut utiliser l’hydrogène dans une pile à combustible, qui servira ensuite à alimenter un moteur électrique : c’est sur ce principe que fonctionne la voiture à hydrogène. Certains prototypes d’avions à hydrogène pourraient aussi utiliser le modèle de la pile à combustible (notamment pour les vols moyenne distance).
  • On peut aussi utiliser l’hydrogène pour remplacer les énergies fossiles dans des applications industrielles. Dans la sidérurgie, l’hydrogène vert peut ainsi remplacer en partie le coke de charbon pour les opérations de réduction de l’oxyde de fer.
  • L’hydrogène peut aussi remplacer les énergies fossiles en tant que carburant ou source d’énergie. Toujours dans la sidérurgie, l’hydrogène vert peut être utilisé dans les hauts fourneaux à arcs électriques comme vecteur énergétique. Dans l’aviation, il pourrait permettre d’alimenter des moteurs à combustion.

Toutefois, la plupart de ces applications sont encore en phase de développement, et de nombreuses difficultés pourraient encore empêcher le déploiement de l’hydrogène à grande échelle dans ces secteurs.

L’hydrogène vert est-il écologique ?

L’un des intérêts majeurs de l’hydrogène vert, c’est qu’il constitue un vecteur énergétique ou une source d’énergie relativement écologique, en théorie du moins. Dans les faits, l’impact écologique de l’hydrogène vert est encore largement controversé. En effet, le rendement de la production d’hydrogène étant très faible, il faut consommer énormément d’électricité pour produire de l’hydrogène par électrolyse. De ce fait, les impacts de la production d’hydrogène par électrolyse peuvent être très élevés, et ce, même si l’électricité est « bas carbone » ou « renouvelable » au départ.

De plus, le déploiement d’une filière hydrogène vert implique le développement d’infrastructures qui sont coûteuses en énergie, en ressources, en matériaux. Sans compter que l’hydrogène peut aggraver le réchauffement climatique s’il se retrouve dans l’atmosphère, ce qui pose la question de l’impact environnemental des fuites d’hydrogène. Le bilan écologique de l’hydrogène est donc discutable : il peut être intéressant dans certains secteurs ou certains application où il n’y a pas d’autre alternative (par exemple, certains procédés industriels) mais est moins pertinent pour des usages où des alternatives existent (c’est le cas de la voiture à hydrogène, qui est moins intéressante du point de vue écologique qu’une voiture électrique classique).

Hydrogène vert, les chiffres : où en est-on ?

Dans le monde, la Chine est le plus grand producteur d’hydrogène, suivie du Japon et des États-Unis. Mais globalement, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), en 2020, moins de 1% de l’hydrogène produit dans le monde était « vert », c’est-à-dire produit à partir de l’électrolyse de l’eau avec de l’énergie renouvelable Cependant, l’AIE prévoit que la production d’hydrogène vert devrait augmenter considérablement au cours des prochaines décennies, pour atteindre environ 20% de la production mondiale d’hydrogène en 2050. Parmi les pays les plus en avance dans le développement de l’hydrogène vert, on trouve notamment l’Union Européenne, le Japon, l’Inde, la Corée du Sud.

Le développement de l’hydrogène vert en France, en Europe et dans le monde

En France, la part de l’hydrogène produit à partir de l’électrolyse avec énergie renouvelable est encore relativement faible, mais le gouvernement français a annoncé des ambitions importantes pour le développement de l’hydrogène vert. En 2020, la production française d’hydrogène s’élevait à environ 130 000 tonnes, dont environ 1 000 tonnes étaient produites à partir de l’électrolyse avec de l’électricité renouvelable. Le gouvernement français vise à atteindre une production d’hydrogène vert de 6,5 millions de tonnes d’ici 2030, dont une grande partie serait destinée à des applications industrielles et de transport. Pour atteindre cet objectif, la France a prévu d’investir massivement dans les infrastructures de production, de stockage et de distribution d’hydrogène vert.

Le plan de relance lancé en septembre 2020 prévoit un budget de 7,2 milliards d’euros pour le développement de l’hydrogène vert d’ici 2030. À l’échelle européenne, l’Union européenne a adopté une stratégie pour l’hydrogène propre en juillet 2020, qui vise à installer au moins 6 gigawatts d’électrolyseurs d’ici 2024 et jusqu’à 40 gigawatts d’ici 2030.