Hydrogène « vert » : 7 questions pour tout comprendre

Quand on vous parle d’hydrogène renouvelable, vous vous dites que le sujet va être barbant, technique ou loin de votre quotidien. Difficile de vous jeter la pierre, mais dépassons cet apriori… Cet allié de la transition vers un avenir neutre en carbone nous concerne tous !

Après des années de recherche et d’innovation, l’heure de l’hydrogène vert   est là. Une énergie « propre », dont les usages semblent pouvoir répondre à de nombreuses problématiques environnementales   (émissions de gaz à effet de serre, raréfaction des ressources, etc.). La technologie murit et les projets, notamment ceux menés par ENGIE et ses partenaires, commencent à voir le jour ou à entrer en phase de développement. .
Ceux-ci ont pour objectif de 

• diminuer l’empreinte carbone des industries lourdes, fort émettrices de gaz à effet de serre ; 
• Ou encore de décarboner le secteur du transport routier, ferroviaire, maritime ou de l’aviation.

Autant de domaines clés — plus proches qu’on ne l’imagine de notre quotidien —, puisque cela touche à la production de nos smartphones ou de nos voitures, à l’acheminement de nos achats en ligne ou encore à nos voyages. Alors, l’hydrogène vert, on en parle ?

Inutile de vous replonger dans votre cours de sciences, retenez ceci : l’hydrogène (dont la formule chimique est H2) est un gaz ultraléger. 

Avec quelques propriétés spécifiques :

• Très inflammable, inodore, incolore, non toxique et non corrosif ; 
• Performant énergétiquement, il peut aussi être stocké ;
• Il est également le principal constituant du soleil ;
• Et à l’origine de la formation des étoiles ;
• Élément le plus abondant de l’univers, il est pourtant rare sur notre planète (à l’état naturel).

Après la science, un peu d’histoire. Depuis le 19e siècle, l’hydrogène est exploité, par exemple, pour alimenter l’éclairage des villes. C’est aussi grâce à l’H2 que la fusée Ariane a été propulsée dans l’espace. Depuis des décennies, l’hydrogène est utilisé dans l’industrie pour produire de l’ammoniac ou du méthanol, ainsi que pour le raffinage des produits pétroliers, carburants et biocarburants.

À ce stade, vous vous dites peut-être : « Mais s’il est rare sur Terre, comment peut-il être autant utilisé ? » En réalité, l’hydrogène est très présent, mais pas tout seul… Par exemple, dans l’eau (le fameux H2O, c’est en partie lui) ; dans le pétrole (HC) ; ou dans le gaz naturel (CH4). 

L’enjeu est toujours de récupérer cet hydrogène, c’est-à-dire le séparer des autres éléments. Comment ? Plusieurs procédés chimiques permettent d’isoler l’hydrogène, comme l’électrolyse de l’eau : la technique de production d’hydrogène vert la plus répandue.  

Parce qu’on récupère l’hydrogène grâce au vent, à l’eau et au soleil. Confus ? La parole à Alessandra Di Lieto, Senior Communication Advisor chez ENGIE Hydrogen : « Il est vert, car nous utilisons les énergies renouvelables — l’éolien et le solaire — pour produire cet hydrogène renouvelable. Contrairement à l’hydrogène gris très utilisé par l’industrie, sa production est “propre” et n’émet pas directement de gaz à effet de serre. » Une sacrée différence !

Comment ça marche ? « Dans les grandes lignes, on injecte un courant électrique dans un électrolyseur pour casser des molécules d’eau (H2O) et pour pouvoir extraire l’hydrogène », explique-t-elle. Comme l’électricité utilisée pour l’électrolyse est exclusivement d’origine renouvelable (éolienne ou photovoltaïque), alors on peut dire que l’hydrogène est vert. CQFD ! 

Pratique, propre, polyvalent, abondant et puissant, l’hydrogène renouvelable coche plusieurs cases…

• Stockable et transportable, il peut générer de l’électricité à la demande, favorisant ainsi les énergies renouvelables (solaire ou éolien).
• En tant que combustible, l’hydrogène vert peut aider à diminuer l’empreinte carbone des industries, mobilité, etc.
• Pour l’industrie, il peut incarner le futur remplaçant de l’hydrogène gris (ou fossile) et contribuer à décarboner les processus de production industrielle. Une énergie locale, zéro carbone et flexible ! 

a) Un carburant durable et performant pour la mobilité « lourde », comme le transport routier (poids lourds), maritime, ferroviaire, l’aviation ou encore les véhicules de chantier. Des domaines d’activités essentiels, mais qui génèrent des émissions de gaz à effet de serre. L’hydrogène vert, en tant que combustible, représente donc une alternative pour décarboner ces secteurs.  

Et plus proche de vous ?  
Des véhicules à hydrogène renouvelable — camions, bus, utilitaires, etc. — qui ne génèrent aucune émission carbone ou particule fine, tout en offrant une bonne autonomie et un temps de recharge record, en comparaison avec les voitures électriques  sont déjà en service. 

ENGIE développe et implémente à cet effet des stations d’avitaillement en hydrogène renouvelable. C’est le cas notamment au cœur de l’aéroport de Toulouse-Blagnac, où d’ici peu, 5 bus à hydrogène circuleront côté piste, entre l’aérogare et les avions stationnés, et côté ville, entre l’aérogare et les parkings éloignés.

Dans l’aviation aussi, Airbus prévoit de faire voler son premier avion commercial à hydrogène en 2035 !

Pareil pour la décarbonation du transport maritime ou ferroviaire . Dès 2025, par exemple, Nestlé Waters France utilisera le premier train de fret à hydrogène pour l’acheminement de sa production grâce à une solution H2 innovante développée par Alstom et ENGIE . Celle-ci alimentera en hydrogène des locomotives électriques sur des sections non électrifiées du réseau ferroviaire et remplacera ainsi le diesel. 

b) Une énergie propre pour décarboner les « usines ». L’hydrogène vert est une opportunité pour les industries, afin de diminuer l’empreinte environnementale de leurs activités. Par exemple, pour les producteurs d’ammoniac, le secteur minier, les raffineries de pétrole, les aciéries, etc. 

ENGIE mène plusieurs projets dans ce sens : 

• En Belgique, le projet industriel Columbus , avec Carmeuse et John Cockeril, va aider les sidérurgistes de la région de Charleroi à se décarboner. Concrètement, il vise à produire de l’e-méthane, en combinant de l’hydrogène produit par un électrolyseur de 100 MW aux émissions de CO2 récupérées lors du processus de production de la chaux. 

• En Afrique du Sud, « Nous venons d’inaugurer pour le géant minier Anglo American, dont l’objectif est de décarboner ses exploitations d’ici 2040, une solution intégrée d’hydrogène vert (production, compression, stockage, distribution), qui alimente le premier camion de transport minier d’une telle taille (210 tonnes de capacité de charge) », détaille Alessandra.

• En Australie, la construction du projet Yuri, une installation d’hydrogène renouvelable pour produire de l’ammoniac renouvelable vient de démarrer. « Durant la première phase, l’électrolyseur aura une capacité de 10 MW, mais il est prévu de passer à une production d’hydrogène à l’échelle industrielle (de l’ordre du GW d’ici 2030), et de créer un écosystème H2 capable de répondre aux besoins en hydrogène des transports, de l’exploitation minière, ou de la production de carburants alternatifs du marché local ou de l’export », explique-t-elle. 

c) Une solution efficace stockable capable de pallier la variabilité des énergies renouvelables. Vous le savez peut-être, le solaire, l’éolien et l’hydraulique sont des énergies capitales pour réussir la transition énergétique. Mais elles sont intermittentes. Cela signifie qu’on ne peut pas en produire constamment (la nuit, sans vent, etc.). Bonne nouvelle, l’hydrogène peut incarner une excellente solution de stockage et de redistribution à la demande. 

Exemple ? Dans le sud de la France, ENGIE s’est associé à TotalEnergies pour développer l’un des plus grands sites de production d’hydrogène vert de France, grâce à une électricité 100 % renouvelable. « C’est le projet Masshylia, au cœur de la bioraffinerie de La Mède : elle sera alimentée en continu en hydrogène renouvelable produit à partir des fermes solaires d’une capacité totale de 300 MW », poursuit Alessandra. 

C’est une bonne question, tant il s’agit d’une énergie d’avenir. Mais cela pose des défis technologiques et économiques. Grâce à l’industrialisation et au déploiement à grande échelle de l’électrolyse, le frein financier peut progressivement être levé. Côté technique, l’un des enjeux est d’augmenter la taille des électrolyseurs pour réduire les coûts de production. 

« Les défis sont nombreux, car tout est nouveau sur ce marché. Il y a donc tout à construire… », explique Alessandra Di Lieto. « Il y a plusieurs obstacles au développement de la filière hydrogène. Pour la développer, il est impératif d’investir massivement dans de nouvelles infrastructures. Une approche pragmatique dans le développement du cadre régulateur est également souhaitée. L’obtention de subventions gouvernementales est une condition sine qua non au développement des plus gros projets, sans oublier la mobilisation des “offtakers”. »  

Pour faire avancer votre voiture, c’est déjà possible ! Mais pour chauffer votre maison ou cuisiner, ce n’est pas encore à l’ordre du jour chez nous, car cela implique de convertir les canalisations existantes. Même si, techniquement, c’est envisageable. 

Par chez nous, vous prendrez peut-être bientôt un bus alimenté à l’hydrogène : à Bruxelles, la STIB teste son tout premier modèle, mais aussi en Flandre avec des bus De Lijn ou à Liège avec le TEC. 

Convaincu que l’hydrogène renouvelable est un levier majeur au service de la transition énergétique, ENGIE se positionne d’ailleurs comme un acteur essentiel de cette filière d’avenir.