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L’hydrogène, c’est le futur…

Cette affirmation circule de plus en plus dans le monde de l’énergie et elle n’est pas à prendre à la légère.
En effet, alors que l’on recherche des solutions alternatives aux énergies fossiles, l’hydrogène possède d’indéniables atouts.

L’hydrogène est un vecteur énergétique essentiel car il dégage beaucoup d’énergie quand on l’extrait de composés (eau, méthane…) et il possède en outre deux autres propriétés majeures :

Une grande densité massique (1 kg d’hydrogène contient autant d’énergie que 3 kg de pétrole)
Une complémentarité profonde avec l’électricité avec laquelle il se complète bien grâce à sa capacité de transformation réciproque par électrolyse ou pile à combustible.

La fabrication et les usages :

L’hydrogène pur n’étant disponible dans la nature qu’en quantité infinitésimale, il faut recourir à des procédés de fabrication qui, schématiquement, peuvent prendre trois formes principales :
1) Le vaporeformage à partir du gaz naturel : c’est le procédé retenu dans 95% de sa fabrication industrielle (engrais, résines…). Seul hic mais il est de taille, le procédé (CH4 + 2H2O => CO2 + 4H2) produit de l’hydrogène mais aussi du CO2. C’est pourquoi, on qualifie souvent cet hydrogène d’hydrogène gris car carboné.
2) L’électrolyse de l’eau : si l’électricité utilisée est décarbonée, ce procédé (2H2O + électricité => 2H2 + O2 + chaleur) produit de l’hydrogène vert.
3) La gazéification à partir de biomasse : la pyrolyse de résidus de bois produit du CO et de l’hydrogène vert.

L’hydrogène, une fois fabriqué, peut être un vecteur énergétique intéressant selon deux usages :

1) Power to Gas : l’hydrogène peut être injecté dans le réseau de gaz naturel pour le « verdir » (injection possible jusqu’à 6% sans modification des infrastructures) ou être combiné avec du CO2 pour former du méthane de synthèse. Ce méthane de synthèse peut lui aussi être injecté ou transformé (chaleur, électricité, carburant). Ce procédé dit de méthanation est doublement vertueux car il élimine du CO2.
2) Conversion en électricité : au moyen d’une pile à combustible, l’H2 peut être transformé en électricité soit pour utilisation directe soit pour utilisation motrice pour des véhicules hydrogène.

Les défis et les perspectives :

Le principal défi de l’hydrogène est de compenser les pertes de rendement induites par les transformations successives pour atteindre un coût de production acceptable.
Ceci étant, il dispose de trois atouts non négligeables :

1) Sa complémentarité avec l’électricité fait de l’hydrogène le remède naturel à l’intermittence de l’éolien ou du solaire.
2) La capacité potentielle d’injection dans le réseau de gaz naturel par gazéification ou méthanation a été estimée respectivement à 180 et 140 TWh.
3) La filière de mobilité hydrogène présente d’incontestables bénéfices utilisateurs (plus grande autonomie que l’électricité par batterie, temps de charge très court).
4) La durée de vie d’une pile à combustible.
Tous ces éléments expliquent pourquoi le gouvernement a lancé en juin 2018 un « Plan hydrogène » doté de 100 M€ pour le développement de technologies de production et de transport dans les territoires.