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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.

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Hydrogène vert

: l’essentiel

Coût de production5 à 10€/kilo
ProvenanceÉlectrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable
UtilisationStockage, transport, usage industriel,
Production d’électricité et de chauffage

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.

Type d’hydrogèneProvenanceCaractéristique
VertÉlectrolyse de l’eau, électricité renouvelableÉnergie propre, écologique, mais coûteuse
GrisÉnergie fossile (gaz naturel)Beaucoup de gaz à effet de serre
BleuÉnergie fossile (gaz naturel) pour décarbonéStockage du gaz à effet de serre (GES)
JauneÉlectrolyse de l’eau à partir du nucléaireDépend d’une énergie fossile

Hydrogène vert : provenance de l’hydrogène pur

reformage – hydrocarbures picto

Reformage – Hydrocarbures
49%

energie fossiles et petroles picto

Oxydation partielle – Pétrole
29%

energie fossile charbon picto

Gazéification – Charbon
18%

électrolyse – eau picto

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).

Hydrogène vert : stockage de l’électricité

Le stockage de l’électricité sous forme hydrogène est en phase de démonstration et d’expérimentation avec de nombreuses plateformes expérimentales en Allemagne, au Canada, au Danemark, en France, en Norvège, en Thaïlande et en Nouvelle-Zélande.

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 : chaudière à hydrogène

De plus, plusieurs chaudières fonctionnant à l’hydrogène existent aux Pays-Bas, pays d’origine de leur concepteur BDR Thermea. La société les exporte désormais en France et a installé le tout premier modèle de l’hexagone à Châteauneuf (Loire).

Dans cette commune, un électrolyseur produit de l’hydrogène vert à partir d’électricité renouvelable, fournie par un parc solaire en toitures et des arbres à vent.

Hydrogène vert : comparaisons

Il existe différents types d’hydrogène :

hydrogène vert picto

Hydrogène vert 

hydrogène gris picto

Hydrogène gris

hydrogène bleu picto

Hydrogène bleu

hydrogène jaune picto

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

energie eolienne picto

Éolienne

energie hydrolique picto

Hydraulique

energie fossiles et petroles picto

Géothermie

energie solaire picto

Solaire

biomasse picto

Biomasse

Les sources d’énergie vertes

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.

Énergie – ProvenanceCoût de productionDurée de vieConséquences
Solaire – soleil74€/MWh20 ansÉnergie intermittente
Hydroélectrique – eau15 à 20€/MWh55 ansDéboisage, dérèglement de l’équilibre écosystème
Éolienne – vent57€/MWh (terre) et 145€/MWh (mer)25 ansNuisance sonore et visuelle
Biomasse – animal, végétal130€/MWhRejet de CO2
Géothermique – sous-sol< 40€/MWh60 ansProduit plus de gaz à effet de serre
Principales caractéristiques de l’électricité produite avec des énergies renouvelables

2. L’hydrogène vert et les énergies non renouvelables

energie fossiles et petroles picto

Pétrole

energie fossile gaz naturel picto

Gaz naturel

energie fossile charbon picto

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.

Type d’énergieCaractéristiquesCoût de productionAvantagesInconvénients
Centrale nucléairePrincipe de la fission des noyaux d’uranium50€/MWhCoût limité, produit en grande quantitéRisque de catastrophe en cas d’accident
Centrale thermique (gaz)Fonctionne au gaz100€/MWhRéserve non renouvelable, polluante
Centrale fioulUtilise le fioul43€/MWhDernière centrale arrêtéeTrès polluante
Centrale charbonUtilise le charbon100€/MWhTrès polluante
Caractéristiques des énergies fossiles principales

Hydrogène vert : part du nucléaire

L’énergie nucléaire est l’énergie fossile la plus utilisée pour produire de l’électricité en France. C’est la moins coûteuse et la plus stable (contrairement aux énergies intermittentes).

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