L’hydrogène vert, levier décisif de la décarbonation de l’industrie

Pour nombre d’acteurs industriels, l’hydrogène vert s’impose comme un atout de poids pour atteindre une priorité stratégique des années à venir : réduire les émissions carbone. Daniel Hissel, professeur à l’université de Franche-Comté et directeur adjoint de la Fédération nationale de recherche CNRS sur l’hydrogène, revient sur les spécificités et le potentiel industriel de ce vecteur énergétique en passe de devenir incontournable. 

Quelles sont les caractéristiques de l’hydrogène vert ?

Daniel Hissel : « Souvenons-nous de nos TP en classe de quatrième : deux fils électriques connectés à une batterie et plongés dans l’eau génèrent des bulles d’oxygène d’une part et d’hydrogène d’autre part. Produit par électrolyse de l’eau, l’hydrogène suit ce principe simple. Pour être qualifié de « vert », la condition est que l’électricité produisant la décomposition de l’eau soit produite à partir d’énergie renouvelable. La montée en puissance de ce type d’énergies (photovoltaïque, hydraulique, éolien, etc.) ouvre la possibilité d’industrialiser ce principe à grande échelle pour subvenir, sans impact climatique, à un certain nombre de besoins énergétiques. La solution est d'autant plus intéressante qu'elle présente un autre atout de poids : l'hydrogène est un moyen de stockage différé de l’électricité produite. Sous forme liquide, comprimée, voire « solide » (en pratique absorbé dans un matériau « solide »), l’hydrogène peut être conservé pendant plusieurs mois avant d’être utilisé. La production des différentes énergies renouvelables étant par nature intermittente, c’est un aspect déterminant.

Dans quelle mesure l’hydrogène vert peut-il permettre d’atteindre les objectifs de réduction de gaz à effet de serre ?

Daniel Hissel : Les principales utilisations de l'hydrogène vert concernent l’industrie, la mobilité et le résidentiel. Or ces trois secteurs sont, selon les dernières données disponibles en France par exemple, les trois postes d’émission de gaz à effet de serre les plus importants. Cela donne une idée du potentiel. Mais l'hydrogène ne répond évidemment pas à tous les besoins : dans certains secteurs, des solutions énergétiques peu impactantes sur le climat existent déjà et n’auraient pas intérêt à être remplacées, à l’image des petites voitures individuelles électriques à batterie. L’une des clés de la transition sera évidemment le prix. L’hydrogène vert reste environ trois fois plus cher que celui produit à partir d’énergies fossiles. Les évolutions fiscales et normatives, mais également le déploiement à grande échelle d’électrolyseurs, s’avéreront décisives pour réduire cette différence.

Quelles seront les principales applications industrielles de l’hydrogène vert ?

Daniel Hissel : Sont d’abord concernés les secteurs qui utilisent aujourd’hui de l’hydrogène. Sur les 75 millions de tonnes d’hydrogène produites en 2018 dans le monde, 95 % est issu de ressources fossiles (gaz naturel, pétrole ou charbon). L’essentiel est utilisé par l’industrie pour la fabrication des engrais – environ 80 % de l’hydrogène mondial sert à la production d’ammoniac – mais aussi le raffinage de produits pétroliers ou, de manière plus marginale, la synthèse de matières plastiques, l'industrie du verre, la fabrication de composants électroniques. Pressés notamment par les contraintes normatives, ces acteurs vont être poussés à « verdir » l’hydrogène qu’ils consomment au cours des prochaines années. L'hydrogène vert dispose, en outre, d’un fort potentiel pour décarboner une part substantielle de la production d'acier, un secteur qui nécessite de grandes quantités d’énergie, tirées aujourd’hui principalement du charbon. De même, il pourra remplacer le diesel utilisé dans le secteur des groupes électrogènes. Reste que c’est actuellement dans le domaine de la mobilité que l’hydrogène vert monte particulièrement en puissance.

Qui sont les principaux acteurs du marché ?

Daniel Hissel : L’ensemble de la planète s’engage aujourd’hui dans la transition vers l’hydrogène. France, Allemagne, Espagne, Portugal, Espagne, Canada, Chili, Australie, Japon, Chine, Corée du Sud… une quarantaine d’États ont adopté, ou sont en train d’adopter, une feuille de route hydrogène. D’un point de vue industriel, l’Hydrogen Council regroupe près de 200 grandes entreprises de différents domaines (industrie, mobilité, distribution…), représentant un total de 12 000 milliards de chiffre d’affaires. Avec la dynamique actuelle, l’Agence internationale de l’énergie a estimé que l’hydrogène sera impliqué en 2050 dans 20 % des échanges énergétiques au niveau mondial – contre 3 % aujourd’hui. Un tel chiffre implique une montée en puissance substantielle dans certains domaines : les aciéries, la mobilité, le stockage des énergies renouvelables…

La France souhaite devenir un leader de l’hydrogène vert. Cette ambition est-elle réalisable ?

Daniel Hissel : Après avoir annoncé en 2018 consacrer 100 millions d’euros à l’hydrogène décarboné, le gouvernement français a porté ce chiffre à 7,2 milliards d’euros en 2020, avant d’ajouter 1,9 milliard d’euros supplémentaires en 2021. L’investissement a donc été multiplié par 90 en 3 ans, et ce uniquement à horizon 2030. Ce financement massif sera sans doute insuffisant pour convertir des pans complets de l’économie à l’hydrogène. Mais c’est l’envoi d’un signal fort, qui a un effet d’entraînement sur les industriels. Des acteurs historiques, tels qu’Alstom, Faurecia Michelin ou Air Liquide, se positionnent, mais également un foisonnement de startups qui se basent sur le savoir-faire des laboratoires français pour innover. C’est aussi le cas d’ETI et PME qui ont perçu l’intérêt économique et industriel de l’hydrogène et s’y convertissent. On peut citer par exemple l’entreprise Gaussin, dont un camion à hydrogène vert a participé au Dakar en 2022. Voilà autant de signes que la dynamique est solide. »