L’hydrogène est amené à jouer un rôle clef dans la décarbonation de notre économie. Telle est la conclusion d’une étude publiée en juin par l’Agence Internationale de l’Energie AIE; pour mémoire, l’Agence Internationale des Energies Renouvelables IRENA formulait déjà ce constat en septembre 2018.

Position actuelle

La consommation mondiale actuelle de l’hydrogène est de l’ordre de 75 Mt. Les principaux usages sont liés à l’industrie chimique: +/- 45 % pour le raffinage pétrolier, +/- 45 % pour la production d’ammoniac et d’engrais. Les 10 % restants sont consommés par les autres secteurs industriels (métallurgie, agroalimentaire, spatial, …).

Actuellement, l’hydrogène est quasi intégralement produit en l’extrayant du gaz naturel en utilisant de la vapeur surchauffée. Ce procédé (Steam Methane Reforming) se traduit par une forte émission de CO₂ (11 t CO2 / t H2); il est par contre le mode de production le plus économique à ce jour (1,5 € / kg ou 45 € / MWh) si l’on ne prend pas en compte le coût du carbone.

Si l’usage requiert un haut niveau de pureté pour l’hydrogène, il peut être produit via l’électrolyse de l’eau. Le coût de production (+/- 6 € / kg) et le niveau d’émission dépend bien évidemment du prix et de la nature de l’électricité consommée.

Rôle futur

Grâce à l’électricité d’origine renouvelable, l’hydrogène fossile devrait laisser la place en partie à l’hydrogène vert.

Cette évolution offre potentiellement différents avantages:

• Valoriser les surplus de production d’électricité renouvelable intermittente, essentiellement éolienne et photovoltaïque, via un stockage après électrolyse de l’eau
• Décarboner le réseau gaz naturel par injection d’hydrogène ou de méthane de synthèse, obtenu en combinant l’hydrogène à du CO₂
• Réduire partiellement l’impact carbone du transport individuel et collectif, et du chauffage des bâtiments

D’ici 2030, le coût de production de l’hydrogène vert par électrolyse devrait être de l’ordre de 2 – 3 € / kg.

Pour assurer ce développement,  il est toutefois nécessaire:
1/ de lever certaines barrières législatives
2/ d’accroître sensiblement la production d’électricité verte (sachant que la consommation spécifique d’électricité est de +/- 5 kWhe / Nm³, la conversion totale du niveau actuel de production d’hydrogène fossile représente une consommation supplémentaire d’électricité de 3.600 TWh, soit 17 % de la production mondiale).

En savoir plus

• « Hydrogen From Renewable Power » – IRENA – septembre 2018
• « The Future of Hydrogen » – IEA – juin 2019 – Executive summary and recommendations
• « Fiche technique de l’hydrogène dans la transition énergétique » – Ademe – avril 2018
• L’électrolyse de l’eau pour valoriser l’électricité renouvelable excédentaire – Renouvelle – septembre 2015
• Hydrogène: l’énergie du futur – L’esprit sorcier – janvier 2019