Production hydrogène

L’hydrogène est principalement utilisé dans les domaines industriels, notamment celui de la chimie. Il sert notamment à la production d’ammoniac ou de méthanol. Il est aussi employé pour transformer et nettoyer les produits pétroliers.

Modes de production de l’hydrogène

Type de production	Renouvelable	Bas-carbone	Fossile
Type d’hydrogène	Hydrogène vert	Hydrogène bleu / jaune	Hydrogène gris
Fonctionnement	Électrolyse	Vaporeformage du méthane	Vaporeformage issu de combustible
Avantages Inconvénients	Non polluant Cher à produire, faible rendement	Fabrication facile, moins polluant que le gris	Peu coûteux Très polluants
Prix moyen	5€/kg	2.50€/kg	1.50€/kg

Le vaporeformage est basé sur la dissociation thermique de molécules de carbone (le méthane par exemple) en présence de vapeur d’eau et de chaleur.

La production d’hydrogène renouvelable

L’hydrogène est reconnu pour être une alternative intéressante aux énergies fossiles, d’autant plus que son mode de production est renouvelable.

La production d’hydrogène renouvelable par l’électrolyse de l’eau

L’hydrogène vert est produit par électrolyse de l’eau, sans emploi d’énergie fossile. Le procédé permet de diviser la molécule d’eau pour récupérer l’élément chimique hydrogène.

L’usage de l’hydrogène vert est à but énergétique, que ce soit pour faire fonctionner un moteur ou une pile à combustible pour fournir de l’électricité. Son utilisation est principalement industrielle.

Son emploi reste toutefois limité, comme sa part dans la production mondiale d’hydrogène, 1%, même s’il tend à se développer.

La production d’hydrogène bas carbone

L’hydrogène bas carbone rassemble les productions dites bleues et jaunes. Elles sont obtenues par vaporeformage pour la première, par électrolyse à partir d’énergie nucléaire pour la seconde. Ces deux méthodes ne représentent que 4% de la production mondiale d’hydrogène.

1. La production d’hydrogène bas carbone par électrolyse

L’hydrogène bas carbone par électrolyse correspond à l’hydrogène jaune. La production est obtenue par électrolyse de l’eau et celle-ci est associée au nucléaire.

Cette méthode de production de l’hydrogène devrait connaître une progression conséquente. En effet, l’État a décidé de privilégier ce mode de production bas carbone, au contraire de la production par captage du CO2 ou de l’hydrogène vert encore trop coûteux.

2. La production d’hydrogène bas carbone par vaporeformage

Cette solution consiste à séparer les molécules de carbone et d’hydrogène. Cette étape est associée au captage du CO2 afin d’éviter la pollution de l’atmosphère au cours de la transformation.

Si la production d’hydrogène bleu est considérée comme un incontournable pour s’orienter progressivement vers l’hydrogène vert, ce procédé est souvent pointé du doigt pour ses imperfections. Il reste toutefois moins polluant que l’hydrogène gris, tout en proposant un rendement important.

La production d’hydrogène fossile

L’hydrogène fossile (aussi appelé hydrogène gris) est obtenu à partir de combustibles fossiles, sans récupération des gaz à effet de serre. Ce procédé de production est le plus courant dans le monde, à hauteur de 70%. C’est aussi le plus polluant.

1. La production d’hydrogène fossile par vaporeformage

La méthode de production de l’hydrogène par vaporeformage consiste à séparer les molécules d’hydrogène et celles de carbone présentes dans la vapeur d’eau grâce à un procédé de surchauffe du gaz naturel.

Il est principalement destiné à être utilisé comme carburant. Il est aussi employé dans l’industrie en tant que vecteur pour le transport de gaz actifs, ou pour la fabrication de produits tels que l’ammoniac ou le verre des écrans plats, entre autres.

Dans son procédé fossile, la production d’hydrogène est vouée à être réduite en raison de son niveau de rejet de CO2, au profit de solutions plus environnementales. 

2. La production d’hydrogène fossile par gazéification

La production d’hydrogène fossile par gazéification connaît les mêmes avantages et inconvénients que l’hydrogène produit par vaporeformage. Seule change la méthode d’extraction.

Celle-ci consiste à brûler du charbon à très haute température pour produire des gaz (d’oxygène, de vapeur d’eau, de CO2 et d’hydrogène) grâce à l’injection d’oxygène ou d’air. Dans le cas de la production d’hydrogène, c’est cette seule molécule qui est captée.