Toutes les couleurs de l'hydrogène

Aujourd'hui 95 % de l'hydrogène fabriqué dans le monde provient d'hydrocarbures. 6 % du gaz naturel et 2 % du charbon y sont consacrés, et les coûts de production dépendent du prix de ces matières premières à hauteur de 45 à 75 %. La fabrication de cet hydrogène « gris » émet 830 millions de tonnes d'équivalent CO2, soit autant que l'Indonésie et le Royaume-Uni réunis. Afin de limiter cet impact, il est possible de capturer le CO2 émis à la fabrication de l'hydrogène afin de le stocker. On parle alors d'hydrogène « bleu ». Plusieurs sites industriels appliquent cette technique, et Air Liquide s'engage à décarboner ainsi 50 % de sa production avant 2020.

Localement, la combustion d'hydrogène par pile à combustible ne génère que de l'eau, quelle que soit l'énergie qui a servi à sa fabrication. Cette pile utilise un réservoir à hydrogène qui se combine avec l'oxygène présent dans l'air pour produire de l'électricité et de la chaleur, avec de l'eau pour seul produit de réaction. C'est déjà appréciable en termes de pollution aux oxydes d'azote (NOx) et particules fines. Mais l'hydrogène « gris » ne résiste pas à une analyse de cycle de vie (ACV) prenant en compte la totalité des émissions provoquées par la fabrication d'un produit depuis l'extraction des matières premières jusqu'à sa consommation et sa fin de vie le cas échéant.

Verdir la production d'hydrogène, une condition sine qua non

C'est donc l'hydrogène décarboné qui suscite aujourd'hui un regain d'intérêt. La contribution de l'hydrogène à la décarbonation de l'économie ne peut en effet se faire qu'à la condition de verdir rapidement les volumes aujourd'hui utilisés dans l'industrie, tout en élargissant l'usage de l'hydrogène à d'autres secteurs dont il est aujourd'hui absent. Pour ce faire, il faut procéder par électrolyse, qui à partir d'électricité permet de séparer la molécule d'eau en hydrogène et oxygène.

À ce jour, cette technologie ne représente que 0,1 % de l'hydrogène fabriqué dans le monde, et assurer toute la production à partir d'électrolyse consommerait 3 600 térawattheures, soit plus de la production électrique annuelle de l'Union européenne. Certains misent sur de l'hydrogène fabriqué à partir d'électricité nucléaire. Mais d'autres, tout en qualifiant cet hydrogène de « jaune », ne l'envisagent que produit à partir d'énergies renouvelables.