La ministre de la Transition écologique Barbara Pompili nous a averti : la France pourrait connaître des coupures d'électricité cet hiver. Cela jette un froid! Car si c'est à cause de la crise sanitaire que les travaux de maintenance des centrales nucléaires françaises pourraient être retardés, en revanche, c'est par pure idéologie que les deux réacteurs de Fessenheim ont été fermés et que nous émettrons plus de carbone avec la réouverture de nos centrales au charbon. Quelle réussite ! En 2011, les écologistes allemands avertissaient déjà que la fermeture des centrales nucléaires entraînerait la réouverture des centrales électriques à charbon.

Dans le même temps, les aléas de la météo rendent l'électricité éolienne et solaire inefficace, car son intermittence n'est pas compensée par un stockage sous forme d'hydrogène. D'ailleurs, quelle solution apporterait ce gaz ?

10% du marché mondial du gaz naturel

Le volume du marché mondial de l'hydrogène représente environ 550 milliards de mètres cubes (m3) par an, soit moins de 10 % du marché mondial du gaz naturel. Il est utilisé dans la désulfurisation du pétrole, les engrais, les industries chimiques et alimentaires. Demain, il sera consommé dans deux nouveaux secteurs : globalement, dans la décarbonation de l'acier, dans le ciment et l'énergie d'autres industries lourdes  ; plus localement, dans le stockage électrique pour éliminer les émissions polluantes du chauffage et dans les transports lourds, de longues distances ou bien fortement carbonés : camions, navires ou trains non encore électrifiés. On en a certains exemples aujourd'hui : bus à hydrogène chinois, camions à hydrogène transportant du minerai de la mine de platinoïdes de Mogalakwena en Afrique du Sud, trains allemands...

Il est toutefois peu judicieux que les voitures particulières utilisent rapidement cette énergie. Sur 1 kWh d'électricité renouvelable stocké sous forme de gaz, seul 0,25 kWh à 0,35 kWh sont réellement restitués pour propulser la voiture à hydrogène, le reste disparaît dans l'électrolyse, la compression du gaz et son stockage, sa distribution puis sa destruction dans la pile à combustible. La perte électrique est en moyenne de 70 %, tandis que la filière véhicule électrique avec batterie n'engendre qu'une déperdition d'environ 10 %. C'est sans doute pour cela qu'Elon Musk la préfère et que l'électricité renouvelable, qui est une électricité encore rare, doit être consommée telle quelle sans passer par la case hydrogène.

Signalons au passage qu'une pile à combustible d'une voiture de 110KW contient entre 3,5 et 6 fois plus de platinoïdes que le pot catalytique d'un véhicule diesel ou essence. La proportion est encore plus importante pour les bus et camions. De leur côté, les électrolyseurs alcalins, à membranes d'échange d'ions ou plus tard à oxydes solides, ont chacun leurs avantages (taille, rendement...) mais ils utilisent du nickel, de l'iridium, du platine, ou des lanthanides. En conséquence, comme à chaque étape de la transition énergétique, la mobilité hydrogène restera dépendante, d'une part, de l'électricité renouvelable et, d'autre part, de mines de métaux situées en Russie, en Afrique du Sud, au Canada ou bien en Chine.

Les technologies de production d'hydrogène sont connues

Rappelons également qu'il n'y a rien de neuf dans les technologies de production d'hydrogène. Vaporeformage, électrolyseurs, compresseurs, distribution, pile à combustible sont connus. Il manque seulement des passerelles entre elles permettant de faire baisser les coûts économiques et environnementaux de fabrication et de consommation.

Ainsi, produire de l'hydrogène bleu — vaporeformage du méthane avec capture du carbone — est certes peu coûteux et à une logique industrielle, mais sa vision environnementale est de courte vue. Inversement, l'électrolyse de l'eau avec de l'électricité réellement décarbonnée et gratuite a du sens, car son hydrogène est 100 % vert. Pourquoi gratuite ? Parce que nous avons l'exemple de l'électricité renouvelable fatale produite lorsque personne n'en veut : celle des fermes solaires allemandes qui est produite avec excès l'été à midi puis déversée sur le marché électrique européen à des prix négatifs parce qu'il n'y a pas assez de consommateurs. Cette électricité gratuite produit un hydrogène vert encore deux à trois trop cher.

Tout ceci étant dit, imaginons quand même que nous ayons atteint l'objectif d'une société zéro carbone en 2050. Tous les obstacles ont été surmontés. Les populations ont accepté d'accueillir, à la campagne comme dans les villes, des champs d'éoliennes et des fermes solaires qui fournissent une électricité locale. Elles les ont également acceptés en bord de mer pour approvisionner quasiment gratuitement les électrolyseurs qui produisent de l'hydrogène vert. Le pétrole, le gaz, le charbon et le nucléaire ont disparu, la consommation électrique mondiale a doublé, la production d'électricité à partir du vent a été multipliée par 35 et par près de 50 pour le solaire grâce à des capacités d'électricité renouvelable (éolien, solaire) qui ont augmenté d'environ 1,5 TW de nos jours à 45 TW. Au lieu d'un mix énergétique décarboné, la production électrique mondiale de 2050 est monochrome, 100 % climatique.

40.000 milliards d'euros d'investissement

Pour atteindre cet objectif, l'investissement mondial a évidemment été colossal : environ 40.000 milliards d'euros. Le chiffre est à mettre en perspective avec le PIB mondial de 2019 qui s'élevait à environ 70.000 milliards d'euros. En outre, cet investissement a été étalé sur 30 ans : fermes solaires, éoliennes, distribution internationale par interconnexions ultra haute tension et la nouvelle filière hydrogène avec ses capacités renouvelables dédiées, électrolyseurs, compresseurs, transports, réservoirs et stockage, piles à combustible...

Un tel scénario pose de nombreux problèmes difficiles à résoudre. Barbara Pompili a donc bien raison de nous habituer dès cette année 2020 au rationnement électrique. En effet, En 2050 les certitudes d'un changement du climat se sont vérifiées : la météo a déjà bien changé, mais en plus hostile pour la production électrique. Malgré l'omniprésence d'éoliennes et de panneaux solaires, l'électricité climatique est insuffisante pour assurer simultanément les besoins en électricité et fabriquer de l'hydrogène vert, car le soleil et les vents sont plus complexes à exploiter par les renouvelables en raison de nombreux phénomènes météorologiques défavorables.

L'erreur de 2020 fut de persévérer dans une transition énergétique bancroche, en lâchant la proie pour l'ombre : abandonner l'électricité pilotée pour dépendre d'une météorologie non maîtrisée. En conséquence, le ministère de l'Énergie de 2050 devra contrôler le niveau des stocks d'hydrogène vert et, durant les hivers sans vent et les étés sans soleil, rationner le gaz et couper l'électricité lors des pics de consommation.

Dans un tel scénario, l'indépendance énergétique ne sera plus qu'une commémoration.

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(*) Didier Julienne anime un blog sur les problématiques industrielles et géopolitiques liées aux marchés des métaux. Il est aussi auteur sur LaTribune.fr.