L’ambition affichée par le plan présenté par le Gouvernement ce jeudi 3 septembre est claire : faire de l’écologie le principal levier de la reprise économique de notre pays. De l’écologie et notamment du développement de la production et de l’usage d’un hydrogène renouvelable et bas carbone. Pour Futura, décryptage de Marc Florette, membre de l’Académie des technologies.
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« L'hydrogènehydrogène peut devenir l'un des piliers d'un modèle énergétique neutre en carbonecarbone. Cette moléculemolécule, qui renferme énormément d'énergieénergie, va devenir indispensable compte tenu de l'étendue de ses propriétés : elle permet de stocker l'électricité, d'alimenter des voituresvoitures, de recyclerrecycler du CO2, de rendre les processus industriels plus propres, etc. » C'était le discours de Nicolas HulotNicolas Hulot, en juin 2018. Il était alors ministre de la Transition écologique et solidaire et présentait son plan de déploiement de l'hydrogène pour la transition énergétique. Un plan finalement peu concret et qui manquait d'ambition.
Deux ans et une crise sanitairecrise sanitaire sans précédent sont passés par là. Et le plan de relance économique présenté par le Gouvernement ce jeudi 3 septembre 2020 renvoie l'hydrogène sur le devant de la scène. « Le plan Hulot s'appuyait, a priori, sur 100 millions d'euros de financements. Celui-là promet deux milliards d'euros d'ici fin 2022 et sept milliards d'euros d'ici 2030 pour le développement d'un hydrogène vert. C'est sans commune mesure et un changement d'échelle décisif », commente Marc Florette, membre de l'Académie des technologies, pour Futura.
Le saviez-vous ?
Il existe différentes « couleurs » d’hydrogène, gris, bleu, vert voire turquoise. Aujourd’hui, la majorité de l’hydrogène utilisé dans le monde est produite par vaporeformage de gaz. C’est un hydrogène que l’on qualifie de gris. À titre d’exemple, CertifHy GO appelle hydrogène vert, un hydrogène produit (partiellement) à partir de sources non renouvelables, mais avec un impact CO2 limité a 60 % de ce qu’aurait émis le reformage du méthane. Le qualificatif hydrogène vert ne renvoie donc pas nécessairement à un hydrogène 100 % issu de renouvelables ou au moins 100 % décarboné. Une harmonisation, a minima européenne, est donc nécessaire.
Pourquoi l'hydrogène a-t-il une telle place dans le plan de relance ? L'expert y voit deux raisons principales. « Pour l'Académie des technologies - qui vient de rendre un rapport détaillé à ce sujet - l'un des points clés, c'est l'opportunité de réindustrialiser la France. D'autant qu'il existe déjà un écosystème dynamique d'entreprises présentes sur la chaine de valeur de l'hydrogène dans notre pays. » Par ailleurs, si tout se passe comme le prévoit la Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), publiée début 2019, et que la part des énergies renouvelables augmente de manière significative d'ici 2028, « nous allons nous retrouver avec des excès d'électricité qui favoriseront l'utilisation d'électrolyseurs capables de produire de l'hydrogène vert ».
Le pari de l’hydrogène
Alors, parier sur l'hydrogène n'est peut-être pas un pari si risqué que certains le laissent encore entendre. « Il reste beaucoup d'incertitudes, c'est vrai. Mais des incertitudes, il y en a partout. Le pari de l'hydrogène doit être pris. Pas parce qu'autour de nous d'autres puissances majeures - l'Allemagne, le Japon, les États-Unis, la Chine, etc. - ont fait ce choix, mais parce que nous croyons réellement que l'hydrogène peut jouer un rôle dans notre avenir », explique Marc Florette.
Et contrairement à ce que l'on pourrait penser, il est ici question d'un pari plus économique que technologique. « Les technologies sont au point même si elles peuvent être améliorées », estime l'expert de l'Académie des technologies. Ce qui pèche aujourd'hui, c'est le coût de l'hydrogène décarboné. « Il reste cher à produire. De l'ordre de 5 euros le kilo. Alors que lorsqu'il est produit par vaporeformage - à partir de méthane et avec émissionémission de CO2 -, l'hydrogène ne coûte pas plus de 1 euro le kilo. »
Pour limiter ces coûts à l'avenir, il faudra d'abord augmenter le facteur de chargefacteur de charge des électrolyseurs. « Nous avons estimé qu'il faudrait atteindre au moins les 4.000 heures de fonctionnement par an et mieux, les 6.000 heures », précise Marc Florette. Un objectif qui pourrait être atteint grâce à l'augmentation de la part des productions renouvelables - comme évoqué plus haut -, mais aussi grâce à la contribution de l'électricité nucléaire. En effet 75 % du coût de production de l'hydrogène provient du coût de l'électricité. « La baisse des coûts viendra aussi d'unités d'électrolyseélectrolyse plus grandes et d'effets de série. »
Pour apporter un nouvel élément de réflexion à la question, l'Académie des technologies propose, dans son rapport « L’hydrogène, le nouvel eldorado vert ? », un classement des usages de l'hydrogène en fonction du prix de la tonne de carbone évitée. De quoi mieux guider les choix et flécher les investissements.
De l’hydrogène pour quoi faire ?
Car si tout le monde s'entend sur le fait que l'hydrogène pourrait contribuer à décarboner notre économie, la question des priorités continue de faire débat. Parmi ceux qui pourraient profiter directement de l'essor de l'hydrogène décarboné : les industries qui utilisent l'hydrogène comme matièrematière première ou éventuellement comme énergie. « Celles qui n'ont pas une utilisation massive, mais qui sont alimentées par un hydrogène porté. Cette logistique coûte cher et un électrolyseur sur site peut représenter pour elles une alternative intéressante à des coûts compétitifs », remarque Marc Florette. Les experts semblent assez unanimes à ce sujet.
Dans le secteur de la mobilité, c'est, selon l'Académie des technologies, le transport lourd (camions, cars, bateaux, etc.) qui doit constituer une priorité grâce à une autonomieautonomie plus importante, sans oublier la prise en compte de la sécurité.
L'injection dans les réseaux existants de gaz naturel ne semble en revanche pas remplir le critère du coût à la tonne de carbone évitée. « Mais l'opération pourrait permettre de commencer à mobiliser les différents acteurs et de lancer l'économie de l'hydrogène sans grands investissements », souligne Marc Florette.
« Le Power to Gas to Power - produire de l'hydrogène à partir d'électricité renouvelable en excès, pour le stocker et ensuite, produire à nouveau de l'électricité à partir de cet hydrogène - nous apparaît aujourd'hui comme une fausse bonne idée. Les technologies sont au point. Mais les coûts sont exorbitants. »
« L'hydrogène, ce n'est pas la panacée. Décarboner l'industrie, faire rouler des millions de véhicules. L'hydrogène ne peut pas tout faire et il faudra faire des choix, y compris sur les quantités d'hydrogène dévolues à tel ou tel secteur. Enfin la recherche doit être encouragée car outre les électrolyseurs à haute température réversiblesréversibles, des technologies de rupture sont en train d'émerger comme la production d'hydrogène par plasma ou la captation d'hydrogène naturel », c'est la conclusion de Marc Florette.
