De nos jours, de plus en plus de secteurs d’activité tels que le bâtiment, les transports et la production de l’électricité se tournent vers le dihydrogène, en vue de réduire leur empreinte carbone. Des ingénieurs travaillent notamment à développer des véhicules, des avions, des navires, des appareils de chauffage et bien d’autres systèmes fonctionnant grâce à ce vecteur énergétique ou combustible. Il est essentiel de mieux connaître cette option énergétique moins polluante et plus durable. En effet, l’hydrogène, de symbole H, constitue le premier élément chimique classé sur le tableau de Mendeleïev. Il s’agit de l’élément le plus abondant de la Terre, voire de tout l’Univers (75 % en masse). Celui-ci est particulièrement simple, avec un noyau comportant un seul proton et un seul électron.
Sur le marché de l’énergie, le dihydrogène (H2) peut être nommé avec six couleurs différentes (noir, gris, bleu, vert, rose ou blanc). Chacune de ces couleurs n’indique pas la teinte du produit, mais plutôt son niveau d’émission de dioxyde de carbone. Ce dernier varie en fonction du procédé de production et de la source d’énergie utilisés. Dans cette rubrique, nous vous invitons à en savoir plus sur l’hydrogène VERT. Quelles sont les conditions requises pour ce combustible propre ?
Les trois grands moyens industriels pour extraire de l’hydrogène
Aujourd’hui, le vaporeformage du méthane demeure la technique la répandue dans les industries pour produire du dihydrogène. Certaines entreprises recourent aussi à la gazéification du charbon. Toutefois, ces deux premières méthodes ne répondent pas aux exigences environnementales actuelles. Elles consistent à extraire le H2 présent dans des matières carbonées ou azotées, dont le méthane ou le charbon. Ce qui entraîne un rejet important de gaz à effet de serre lors des processus de production du H2. En employant ces deux méthodes polluantes, l’on obtient de l’hydrogène « noir » ou « gris » (à forte émission de CO2).
La troisième technique est l’électrolyse de l’eau (H2O) qui permet de séparer le dihydrogène et l’oxygène. C’est le seul moyen qui correspond le plus à l’objectif de la neutralité carbone, fixé par l’Accord de Paris. Il n’utilise pas aucune ressource fossile. Afin que l’hydrogène extrait puisse être classé « vert », il est de mise d’électrolyser l’eau à l’aide d’une source d’énergie propre et renouvelable. En effet, ce procédé nécessite une certaine quantité de l’électricité (58 kWh pour un kilo de H2). Cette énergie ne doit pas provenir des centrales à charbon ou à gaz qui débouchent incontestablement sur des émissions de gaz à effet de serre. Il est également possible de produire de l’hydrogène à partir de la biomasse, par le biais la méthanisation et le reformage.
Les sources d’énergie adaptées à la production d’hydrogène vert
Dans le processus d’électrolyse de l’eau, l’énergie électrique utilisée permet de briser les liaisons atomiques du dihydrogène (H2) et de l’oxygène (O). Selon le Code de l’énergie, seule l’électricité produite à partir des énergies renouvelables convient à la production de l’hydrogène vert par séparation des molécules d’eau. En France, il existe plusieurs options énergétiques renouvelables conformes à la réglementation en vigueur.
L’énergie solaire
L’industrie de l’énergie solaire est aujourd’hui en pleine croissance dans l’Hexagone. Les projets d’autoconsommation chez les particuliers et les projets solaires à grande échelle se multiplient davantage dans le pays. Selon le Ministère de l’énergie, la capacité solaire installée a atteint 17,2 GW au premier trimestre 2023. Sur cette période, des panneaux photovoltaïques de 601 MW supplémentaires ont été raccordés.
L’énergie éolienne
Cette filière poursuit son développement en France et même dans toute l’Europe. Sur le territoire français, on trouve surtout des infrastructures éoliennes dans les régions Occitanie, Hauts-de-France et Grand Est. Des parcs éoliens en mer y voient également le jour, principalement près de Saint-Nazaire et dans la baie de Saint-Brieuc. Au premier semestre 2023, la puissance du parc éolien français (terrestre et offshore) est estimée à 22 GW.
L’énergie hydroélectrique
La France possède de nombreuses importantes installations hydroélectriques telles que le barrage de l’Aigle en Corrèze et le barrage de Monteynard-Avignonet en Isère. Il est à noter que les centrales hydroélectriques garantissent plus de 12 % de la production d’électrique dans le pays. Bien que cette filière soit déjà ancienne, elle occupe toujours une place cruciale dans le paysage énergétique français. En 2020, la production hydroélectrique était de 58,4 TWh. Et cette année, elle devrait atteindre 63 à 64 TWh selon la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE).
Les autres sources énergétiques renouvelables
En plus du photovoltaïque, de l’éolienne et de l’hydroélectricité, le Code de l’énergie français cite plusieurs autres sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie marémotrice, l’énergie géothermique et l’énergie ambiante. Ces dernières peuvent également être exploitées pour la production de l’hydrogène vert via l’électrolyse de l’eau.