Hydrogène vert

L’hydrogène vert est une énergie renouvelable produite par électrolyse à partir d’électricité renouvelable. L’hydrogène vert à plusieurs utilisations possibles : le stockage d’énergie, la production d’électricité et de chauffage, le transport et la mobilité longue distance et l’usage industriel.

Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?

L’hydrogène vert est produit principalement par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable. L’électrolyse est un processus qui vise à décomposer l’eau (H2O) à l’aide d’un courant électrique. Sa production coûte en moyenne 5 à 10€/kilo en fonction de la taille et de la nature des unités de production.

L’hydrogène vert à de nombreux avantages : énergie renouvelable, pas d’émission de gaz à effet de serre, permet de renforcer la souveraineté énergétique du pays et peut-être stocké et distribué à la demande. Mais elle a des limites, car son exploitation coûte encore relativement cher.

Hydrogène vert : provenance de l’hydrogène pur

Reformage – Hydrocarbures
49%

Oxydation partielle – Pétrole
29%

Gazéification – Charbon
18%

Électrolyse – Eau
4%

Quelles utilisations pour l’hydrogène vert ?

Actuellement, 95% de l’hydrogène produit dans le monde est « gris ». En France, comme ailleurs, la proportion d’utilisation d’hydrogène vert est donc minime comparé aux autres énergies.

Cependant, l’hydrogène vert peut être utilisé pour le : stockage d’énergies renouvelables, transport, usage industriel, production d’électricité et de chauffage.

1. Utilisation de l’hydrogène vert dans le stockage d’énergies renouvelables

L’hydrogène permet le stockage de l’énergie à grande échelle d’une part, et pour les véhicules électriques d’autre part. Comparé aux technologies actuelles de stockage électrique comme les batteries, l’hydrogène présente une densité énergétique massique très élevée : environ 120MJ/kg.

Toutefois, l’hydrogène est un gaz léger, ce qui le rend moins favorable à son stockage et son transport. Pour pallier ce problème, l’hydrogène peut être comprimé sous forme gazeuse pressurisée, sous forme liquide (– 253°C) ou bien sous forme solide à basse pression (absorber l’hydrogène).

2. Utilisation de l’hydrogène vert pour le transport et la mobilité grande distance

Associé à une pile à combustible, l’hydrogène peut être utilisé comme vecteur d’énergie pour faire fonctionner des véhicules. L’avantage, c’est qu’un véhicule qui fonctionne à l’hydrogène ne rejette aucun gaz d’échappement. Il rejette uniquement de l’eau.

Certains bus et trains fonctionnent à l’hydrogène. Par exemple, la Ville de Pau a développé une flotte de huit bus fonctionnant à l’hydrogène.

Mais les voitures à hydrogène restent rares. En France, deux modèles de voitures à hydrogène sont proposés à la vente : le Hyundai Nexo et le Toyota Mirai, le prix de ces voitures débute à 76.500€.

3. Usage industriel de l’hydrogène vert

En France, l’utilisation de l’hydrogène se concentre sur des usages industriels. Il sert à éliminer le soufre des carburants. Il est également utilisé pour d’autres productions chimiques, notamment dans le cadre de la fabrication des plastiques, du verre, des fibres textiles ou encore des circuits imprimés électroniques.

4. Utilisation de l’hydrogène vert pour la production d’électricité et de chauffage

La production d’électricité à partir d’hydrogène est possible grâce aux piles à combustible. L’hydrogène y est combiné à l’oxygène de l’air pour générer un courant électrique. Ce mode de fabrication n’émet pas de gaz à effet de serre, seulement de la chaleur et de l’eau.

Stocké à une pression de 30 à 1.000 bars, l’hydrogène peut ensuite alimenter une pile à combustible pour générer de l’électricité ou être injecté dans un réseau de gaz naturel. La chaudière qui y est connectée brûle le mélange pour chauffer le bâtiment.

Hydrogène vert : comparaisons

Il existe différents types d’hydrogène :

Hydrogène vert 

Hydrogène gris

Hydrogène bleu

Hydrogène jaune

1. Différences entre l’hydrogène vert et l’hydrogène gris

L’hydrogène gris est l’hydrogène produit à partir d’énergies fossiles. L’hydrogène est dit gris lorsqu’il est fabriqué à partir de gaz naturel suivant un procédé de vaporeformage. Ce dernier permet de séparer les atomes d’hydrogène de celles de carbone auxquelles elles sont liées en présence de vapeur d’eau et de chaleur.

L’avantage de l’hydrogène gris est que la production à partir d’hydrocarbures (pétrole, gaz naturel et charbon) est la solution la moins coûteuse. Cependant, l’inconvénient principal est que cette production est très émettrice de dioxyde de carbone.

2. Différence entre l’hydrogène vert et l’hydrogène jaune et bleu

L’hydrogène jaune, comme l’hydrogène vert, est produit par électrolyse de l’eau. Mais contrairement à l’hydrogène vert, cette électrolyse est réalisée à partir d’électricité issue du nucléaire.

L’hydrogène bleu, c’est l’hydrogène gris décarboné. Le dioxyde de carbone émis lors du vaporeformage est capté et peut alors être utilisé comme matière première dans certaines industries ou comme stockage géologique, dans d’anciennes poches de gaz ou de pétrole vides.

L’avantage de ces hydrogènes bas-carbone est qu’ils sont moins polluants que l’hydrogène gris, mais ils sont aussi plus coûteux. Et ils ne sont pas aussi écologiques que l’hydrogène vert.

Les alternatives à l’hydrogène vert

La France a pour projet de développer sa production d’hydrogène vert et de devenir leader dans ce domaine. Avec cet objectif, le gouvernement a mis en place le plan : pour investir 8 milliards d’euros pour produire de l’hydrogène vert. Il existe cependant des alternatives à cette énergie.

1. L’hydrogène vert comparé aux autres énergies vertes

Éolienne

Hydraulique

Géothermie

Solaire

Biomasse

Les énergies renouvelables (EnR) sont des sources d’énergie dont le renouvellement naturel est assez rapide pour qu’elles puissent être considérées comme inépuisables à l’échelle du temps humain.

2. L’hydrogène vert et les énergies non renouvelables

Pétrole

Gaz naturel

Charbon

Les énergies fossiles

Les énergies fossiles sont non renouvelables et donc limitées. Les énergies fossiles sont le type d’énergie le plus utilisé en France. Elles sont naturellement présentes dans le sous-sol de la terre. De plus, leur mode d’extraction est particulièrement nocif pour la planète et leur combustion dégage énormément de gaz à effet de serre.