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Non, ce n’est pas un scénario de science-fiction. C’est même une piste de plus en plus suivie, tant la planète a besoin de nouvelles sources d’énergie qui se distinguent par une faible empreinte écologique. Des sources capables aussi d’assurer une sécurité d’approvisionnement pour des secteurs aussi stratégiques que le transport, l’énergie et la grosse industrie. 



Transports prometteurs

Cette année, le constructeur coréen Hyundai devrait livrer une cinquantaine de camions à hydrogène en Europe. Il s’agit juste d’un point de départ : plus de 1 500 unités sont attendues à l’horizon de 2025. S’agissant des voitures particulières, de nombreux acteurs (constructeurs, équipementiers, énergéticiens…) investissent déjà dans la technologie. Celle-ci est balisée : l’énergie qui alimente le véhicule provient d’un réservoir à hydrogène – lequel est transformé en électricité par une pile à combustible. Pour le moment, moins de 20 000 voitures (essentiellement de marque Toyota ou Hyundai) roulent à l’hydrogène à travers le monde (essentiellement de marque Toyota ou Hyundai) mais le cap de plusieurs millions sera franchi en 2030, si les promesses techniques et industrielles sont tenues, en plus du soutien des États.

Mais la route n’a pas le monopole de l’hydrogène. Dans le ferroviaire, Alstom a testé avec succès un prototype : le groupe prévoit de lancer en 2021 la production en série de ses premières rames à hydrogène. Les lignes régionales, impossibles à électrifier pour des raisons de coût, sont un marché porteur. Dans les airs enfin, un avion cryogénique, capable de brûler de l’hydrogène, est espéré pour 2035.

Une énergie décarbonée

Pourquoi un tel engouement alors qu’en marge de la mobilité (lourde et légère), l’hydrogène sert déjà dans de nombreuses applications industrielles ? Par exemple, les raffineries et les sites pétrochimiques, via une succession de réactions chimiques. Cet appétit s’explique par la possibilité de produire de l’hydrogène « vert » (à partir d’énergies renouvelables), une voie ô combien stimulante pour décarboner les transports et l’industrie. Jusqu’à présent, l’hydrogène « gris », à base d’hydrocarbures ou de charbon, pâtit de son bilan écologique : pour fabriquer un kilogramme d’hydrogène gris, dix à vingt kilos de CO2 sont émis. Pour transformer l’hydrogène gris en hydrogène vert, les énergies renouvelables vont remplacer le fossile : un équipement est alors nécessaire, l’électrolyseur qui va produire un hydrogène décarboné à partir d’eau et d’électricité verte (éolien, solaire, biomasse…). Dans un moteur, la combustion de ce gaz léger ne produit que de la vapeur d’eau.

Changement d’échelle et acteurs français

Preuve que le stade de la seule R&D est franchi, quelque 80 industriels sont réunis au sein de l’Hydrogen Council (HC), un organisme de référence au niveau mondial. Parmi eux, plusieurs groupes français comme EDF, Engie ou Air Liquide. La variété des projets donne une idée des opportunités. Certains chantiers sont très capitalistiques : par exemple, le programme Hyflexpower, piloté par Siemens en partenariat avec Engie, veut démontrer que :

L’hydrogène peut être produit et stocké à partir d’électricité renouvelable puis injecté dans une turbine industrielle fonctionnant jusqu’ici au gaz et qui sera adaptée progressivement pour fonctionner 100 % à l’hydrogène.


De son côté, le fabricant français d’équipements McPhy – dans lequel EDF a pris une participation de 21% – participe à la construction aux Pays-Bas de 20 mégawatts (MW) d’électrolyse : soit l’un des plus gros projets au monde d’hydrogène vert, capable de transformer de l’électricité renouvelable en 3 000 tonnes d’hydrogène zéro carbone par an. Soit une capacité de réduire les émissions de CO2 de 27 000 tonnes par an, alors qu’une tonne de pétrole émet 830 kilos de CO2. 

Stations, circuits fermés : des enjeux d’équipement

Au même moment, le réseau de stations de recharge (pour alimenter les véhicules) se renforce. Le Japon, en pointe sur ce segment, mise sur 320 stations dans les cinq ans à venir. Mais compte tenu des coûts d’installation, tous les pays parlent de l’utilité de rattacher les stations à des flottes captives. En France par exemple, McPhy a équipé la première station hydrogène pour bus. Les industriels connaissent bien ce principe du circuit fermé, avec un électrolyseur affecté à un site en particulier. Les data centers, les hôpitaux ou encore les sites stratégiques pourraient se développer sur le même modèle. 

Prix : un handicap pas insurmontable


Reste la question – cruciale – de la compétitivité de l’hydrogène vert. Pour concurrencer efficacement les autres sources d’énergie, il doit pouvoir être vendu autour de 2,5 euros le kilogramme (l’unité de référence) contre une fourchette de 4 à 6 euros actuellement.

Bref, la filière doit diviser ses coûts par deux. Si l’on sait que l’électricité rentre à hauteur de 80 % dans le prix de fabrication de l’hydrogène, la baisse continue des tarifs de l’électricité verte constitue un renfort précieux. En France, les mécanismes de soutien des pouvoirs publics relaient les scénarios du ministère de la Transition écologique, qui tablent sur un décarboné à hauteur de 10 % de la production d’hydrogène en 2023 puis le double, au moins, en 2028. 

A l’échelle de l’Union européenne (UE), le partenariat pour l’hydrogène propre mis en place par la Commission à l’été 2019 (dans le cadre du programme Horizon Europe) doit faire converger toutes les initiatives. A l’heure où la lutte contre le réchauffement climatique est érigée en priorité absolue, jamais la triple mission de l’hydrogène vert n’a été aussi prégnante : se substituer au carburant traditionnel des véhicules, stocker l’électricité et décarboner le gaz naturel.