L’hydrogène : une des clés de la transition énergétique ?
Mais alors qu’est-ce que l’hydrogène et dans quelle mesure peut-il contribuer à décarboner nos usages ?
Qu’est-ce que l’hydrogène ?
L’hydrogène est l’atome le plus léger et le plus abondant sur Terre. En revanche, il est très peu présent à l’état naturel et on le trouve le plus souvent associé à d’autres éléments : avec l’oxygène il compose l’eau et avec le carbone il compose les hydrocarbures. Pour l’exploiter, il est donc nécessaire d’utiliser au préalable certains procédés permettant de l’isoler de sa substance d’origine. Parmi les plus répandus, on peut citer l‘électrolyse de l’eau, le vaporeformage, ou encore la pyrogazéification. L’hydrogène n’est d’ailleurs pas une source d’énergie en tant que telle, mais un « vecteur énergétique », car il offre la possibilité, après avoir été produit, d’être stocké, transporté et utilisé.
Cependant, selon la ressource et la méthode employées pour sa production, l’hydrogène n’est pas nécessairement bas-carbone. Aujourd’hui, il est déjà intensément utilisé dans certains secteurs industriels comme la chimie lourde ou le raffinage, mais les processus de fabrication, majoritairement par vaporeformage du gaz naturel, ont un impact environnemental conséquent. Afin de différencier les méthodes de productions d’hydrogène bas-carbone de celles fortement émettrices de gaz à effets de serre, un code couleur a été élaboré suivant la nature de la ressource d’origine et le processus utilisé.
L’hydrogène : quels usages ?
À l’échelle nationale, les ambitions de la filière ont été affirmées au sein de la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France, dévoilée en septembre 2020 et qui s’est vue dotée d’une enveloppe de plus de 7 Md€ jusqu’à l’horizon 2030 pour accélérer son déploiement. Celui-ci est axé sur 3 thématiques principales : l’industrie, la mobilité et l’énergie.
01 – L’industrie
01
Comme nous l’avons vu, le monde de l’industrie est déjà très consommateur d’hydrogène, mais celui-ci est presque exclusivement produit via des technologies très émettrices de gaz à effets de serre. L’enjeu est donc d’amener une transformation et une restructuration des méthodes utilisées dans ces secteurs, mais aussi de s’intéresser à de nouveaux débouchés pour l’hydrogène comme la sidérurgie ou la production de e-fuels (carburants de synthèse produits à partir d’électricité renouvelable)
02 – La mobilité
02
Le déploiement de l’hydrogène pour les mobilités est également un des objectifs phares de la transition énergétique. Dans ce domaine, les solutions qui souhaitent l’utiliser doivent être développées dans un objectif de complémentarité avec celles reposant sur une électrification par batterie. L’hydrogène trouve en effet toute sa pertinence pour les usages nécessitant des temps de recharge rapides et une grande autonomie. Or, ces besoins se retrouvent surtout dans certains modes de transports lourds (routier, ferroviaire, fluvial,…), pour lesquels le poids, l’encombrement et l’énergie embarquée des batteries traditionnelles sont un frein majeur
03 – L’énergie
03
L’hydrogène trouve enfin de nombreuses applications actuelles ou futures dans le domaine de l’énergie. En premier lieu, il pourrait permettre de pallier aux intermittences de production des énergies renouvelables grâce à sa capacité de stockage et ainsi amener une plus grande flexibilité du système de production énergétique. Des solutions utilisant l’hydrogène comme des groupes électrogènes de nouvelle génération peuvent également servir pour alimenter des sites non connectés au réseau électrique, ou ayant des besoins ponctuels en électricité
L’écosystème hydrogène en Pays de la Loire
En région Pays de la Loire, l’hydrogène est déjà au cœur de projets ambitieux, témoins d’une volonté forte de faire émerger une filière performante et au service de la transition énergétique. Cette volonté a été traduite par l’élaboration d’une feuille de route pour la
période 2020-2030, présentant les principales actions à déployer pour accélérer le développement de la filière hydrogène et multiplier les usages en Pays de la Loire. Cette feuille de route se compose de quatre axes majeurs :
Faire des Pays de la Loire une région à hydrogène renouvelable
Rendre l’usage de l’hydrogène accessible à tous dès 2030
Faire émerger des filières d’excellence et faire du Grand Port Maritime de Nantes -Saint-Nazaire le 1er grand port hydrogène de l’Atlantique
Installer le collectif Pays de la Loire hydrogène Vallée dans le paysage national et
ligérien
Pour être à la hauteur de ses ambitions et aider la structuration de cette filière, la Région Pays de la Loire peut déjà compter plusieurs écosystèmes territoriaux, reflets d’un important dynamisme local.
L’écosystème H2Ouest est par exemple consacré à la production d’hydrogène à partir d’un parc éolien à Bouin, en Vendée. Ce parc est exploité par l’entreprise Lhyfe et permet d’alimenter différents usages terrestres en Vendée et au Mans, notamment les futures flottes de bus à hydrogène et de bennes à ordures ménagères de la Métropole du Mans.
Le projet H2 Loire Vallée (H2LV) vise lui à développer l’utilisation de l’hydrogène dans les secteurs maritimes et portuaires, en s’appuyant sur les compétences régionales et une
expertise reconnue en la matière
De plus, en parallèle des écosystèmes existants ou amenés à voir le jour, de nombreux acteurs innovants maillent déjà le territoire ligérien. On peut citer par exemple :
L’entreprise Lhyfe qui détient le premier site industriel au monde de production d’hydrogène 100% renouvelable directement connecté aux éoliennes, permettant d’alimenter entre autres le bus à hydrogène de la Setram.
L’entreprise vendéenne E-Neo, spécialiste du rétrofit (conversion) de poids lourds et qui s’impose comme un des acteurs les plus prometteurs en la matière
La start-up Qairos Energies, basée à Trangé en Sarthe, transforme par pyrogazéification de la biomasse produite localement pour produire de l’hydrogène et du méthane verts.
Enfin, de nombreux laboratoires de recherche, appuyés par les collectivités, participent au développement de nouvelles solutions pour la filière. Ainsi, pour atteindre son objectif de neutralité carbone en 2050, Le Mans Métropole a par exemple sélectionné trois projets de
thèses, toutes issues d’acteurs installés sur le territoire. Les trois projets retenus sont :
“Favoriser la transition vers des mobilités écologiques : hétérogénéité des préférences et recours aux solutions durables (mobilité douce, auto-partage, véhicules électriques, transports en commun) dans le cadre du trajet domicile-travail.”
Laboratoire de recherche en économie
“Immobilisation de microalgues dans des hydrogels microstructurés : application à la
production de biohydrogène.”
Laboratoire biologie des organismes
“Nouveaux matériaux oxyfluorés pour la production par électrolyse de carburants verts.”
Institut des molécules et matériaux
La région Pays de la Loire possède ainsi un écosystème hydrogène en pleine croissance, avec des acteurs prometteurs mais déjà reconnus et structurés autour de projets ambitieux, des laboratoires de recherche performants, en phase avec les problématiques actuelles et des collectivités déterminées à faire de leurs territoires les ambassadeurs de cette nouvelle évolution.
Conclusion
L’hydrogène bas-carbone est une source d’énergie propre, renouvelable et polyvalente, qui peut être utilisée dans une variété d’applications. Il peut être stocké et transporté facilement et ne produit pas de gaz à effet de serre ni de pollution atmosphérique lorsqu’il est utilisé.
Bien qu’il reste encore de nombreux défis à relever, tels que la réduction des coûts de production et l’amélioration des infrastructures de transport et de distribution, avec des investissements continus dans la recherche, la formation et le développement de cette technologie, l’hydrogène pourrait devenir un élément important de la transition vers une économie décarbonée, plus en phase avec les enjeux contemporains.