L’hydrogène génère-t-il de la pollution ? 

Depuis quelques années, on entend de plus en plus parler d’hydrogène comme d’une solution miracle pour produire de l’énergie sans émettre de gaz à effet de serre. Qu’en est-il vraiment ? L’hydrogène est-il aussi peu polluant qu’on le pense ? S’agit-il d’une stratégie marketing ou d’une véritable révolution de nos systèmes énergétiques ? Deklic vous explique !

Qu’est-ce que l’hydrogène ? 

L’hydrogène ou dihydrogène H2 n’est pas à proprement parler une source d’énergie. Il s’agit plutôt d’un vecteur ou conducteur énergétique. On produit de l’hydrogène au moyen d’une réaction chimique, à partir d’une ressource primaire. 

Les ressources qui permettent de produire de l’hydrogène sur Terre sont : 

• l’eau : en effet, la molécule H2O consiste en une combinaison d’oxygène (O) et d’hydrogène (H2), ce qui donne H2O ; 
• les hydrocarbures : par exemple, le méthane (CH4) est une combinaison de carbone et d’hydrogène, ce qui donne CH4. 

💡 Bon à savoir : l’équivalent renouvelable du méthane est le biométhane, un gaz d’origine renouvelable, produit à partir de la biomasse.

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Quel est l’impact de l’hydrogène sur l’environnement ?

L’hydrogène est très nocif pour la planète lorsqu’il est produit à partir de ressources hydrocarbures : en effet, sa production entraîne des émissions de gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique global.

D’après l’Ademe, “plus de 95 % de l’hydrogène utilisé à ce jour sur terre est extrait d’hydrocarbures fossiles : coupes pétrolières, charbon ou gaz naturel. En France, c’est ce dernier qui tient la barre : près de la moitié des 780 000 tonnes fabriquées chaque année dans notre pays est issue du gaz naturel. Or, pour chaque kilo produit via cette méthode, 11 kg de CO₂ sont émis. Chaque année, presque 9 millions de tonnes de CO₂ sont émises en France pour la production d’hydrogène carboné. “

Par ailleurs, à ce jour, l’hydrogène carboné est surtout utilisé dans les secteurs industriels dont “80 % dans le secteur de la pétrochimie, en particulier pour raffiner des produits pétroliers et produire de l’ammoniac, qui entre dans la composition des engrais de synthèse.”

Production d’hydrogène par reformage

La technique de production d’hydrogène la plus répandue dans le monde (et la moins coûteuse) est le reformage. C’est aussi cette méthode qui impacte le plus l’environnement de par ses émissions carbone conséquentes.

De manière très schématique, elle consiste à chauffer du méthane (comme le gaz naturel ou le charbon) avec de la vapeur d’eau à très haute température (700-1000 °C) afin d’en extraire l’hydrogène. Or, cette montée en température requiert beaucoup d’énergie, le plus souvent d’origine fossile. Résultat : la production d’hydrogène est liée à un fort rejet d’émissions carbones.

Production d’hydrogène par gazéification

La production d’hydrogène par gazéification fait elle aussi débat. Elle consiste à “produire, par combustion, un mélange de CO et d’H2 à partir de charbon ou de biomasse.” Or, qui dit combustion, dit émissions de gaz à effet de serre. Toutefois, brûler de la biomasse (des déchets organiques comme le bois ou des matières animales) est bien moins impactant que de brûler du charbon. Surtout, cela contribue à valoriser les déchets !

Production d’hydrogène par électrolyse

Nous l’avons vu, l’hydrogène est soit produit à partir d’hydrocarbures, soit à partir d’eau. Or, cette deuxième solution est celle qui impacte le moins l’environnement et contribue à la décarbonation! Hélas, elle est aussi plus coûteuse (2 à 3 fois plus chère que le reformage), et donc moins développée pour le moment. 

Il s’agit de l’électrolyse de l’eau. Elle consiste à utiliser un courant électrique (l’électrolyse), de façon à isoler les atomes d’hydrogène (H) et d’oxygène (O). Cette technique n’émet pas de gaz à effet de serre à condition que l’électricité utilisée soit d’origine renouvelable : solaire, éolienne, hydraulique.

Quand l’hydrogène en voit de toutes les couleurs

Pour connaître le type d’hydrogène polluant, un code couleur avait été attribué en fonction des modes de production : 

• hydrogène gris : ressources hydrocarbures et d’origine fossiles polluantes (gaz naturel, charbon) ; 
• hydrogène bleu : idem, à la différence que les émissions carbone liées à la production d’hydrogène sont stockées pour compenser l’empreinte carbone (on parle de puits de carbone) ; 
• hydrogène vert : ressources renouvelables, soit l’eau et l’électricité verte via l’électrolyse ; 
• hydrogène rose : ressources nucléaires ; 
• l’hydrogène blanc : présent à l’état naturel.

Toutefois, l’Ademe recommande de changer les terminologies de façon à désigner l’hydrogène vert comme renouvelable, le gris comme fossile et le bleu et rose comme bas carbone.

Comment éviter de polluer avec l’hydrogène ? 

Idéalement, l’hydrogène devrait être principalement produit par électrolyse pour limiter les dégâts environnementaux. Toutefois, nous avons bien vu que cette méthode est onéreuse et encore peu appliquée à l’actuelle. Heureusement, l’Europe mise sur l’hydrogène vert pour accélérer la transition énergétique, ce qui devrait permettre de faire baisser les coûts à terme.

Ensuite, l’hydrogène doit être utilisé à bon escient. D’après Inès Bouacida, chercheuse à l’Institut du développement durable et des relations internationales (Iddri), “L’hydrogène n’est pas le nouveau pétrole !” Il doit être privilégié lorsqu’il n’existe pas d’autre alternative. Par exemple, dans les secteurs qui ne peuvent pas être électrifiés comme l’aviation, le transport maritime ou la route longue distance.

sources :

• https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/energie-renouvelable-hydrogene-il-energie-propre-906
• https://infos.ademe.fr/magazine-avril-2021/dossier/quest-ce-que-lhydrogene-decarbone-exactement
• https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/enjeux-et-prospective/decryptages/energies-renouvelables/tout-savoir-lhydrogene