L’hydrogène vert a été salué comme le carburant du futur car il est propre, stockable et portable. Lorsque l’hydrogène se combine à l’oxygène, il brûle pour produire de l’eau et libère de la chaleur sans émettre de dioxyde de carbone (CO2). En raison de sa densité énergétique massique élevée, l’hydrogène est bien adapté pour alimenter des processus industriels à forte intensité énergétique et difficiles à électrifier et peut également être utilisé comme matière première pour diverses applications industrielles. De plus, en tant que vecteur d’énergie propre, l’hydrogène vert peut être stocké pendant une longue période avec une perte minimale. Par rapport à l'énergie renouvelable connectée au réseau, elle peut être transportée de manière plus flexible sur de longues distances vers des zones d'application plus éloignées des énergies renouvelables, et peut également permettre une redistribution mondiale des énergies renouvelables.
Domaines d'application de l'hydrogène vert
L’hydrogène bleu produit à partir de combustibles fossiles et de technologies de captage et de stockage du carbone (CSC) pourrait être un catalyseur pour le marché de l’hydrogène dans les premières étapes de la transition énergétique. Ainsi, les émissions de gaz à effet de serre (GES) des installations existantes peuvent être réduites tout en continuant à utiliser les infrastructures existantes. Cependant, l’hydrogène bleu présente également certaines limites : il dépend de ressources limitées, est sensible aux fluctuations des prix des combustibles fossiles, est lié aux coûts et aux réglementations du transport et du stockage du CO2 et n’améliore pas la sécurité énergétique. De plus, le captage et le stockage du dioxyde de carbone (CSC) ne sont pas idéalement efficaces car ils produisent encore des émissions résiduelles de CO2, et l’utilisation de méthane dans le CSC pourrait entraîner des fuites en amont, rendant l’hydrogène bleu incompatible avec les objectifs de zéro émission nette.
Il convient de préciser que l’hydrogène vert n’est en aucun cas destiné à remplacer la décarbonation des secteurs de l’électricité, des transports, du chauffage et du froid par l’électrification des énergies renouvelables, mais à la compléter. La figure ci-dessous présente les domaines d'application (priorité de l'application de l'hydrogène vert) dans lesquels l'hydrogène vert et ses dérivés présentent des avantages comparatifs évidents, à savoir :
Des domaines industriels difficiles à réduire.
L'industrie lourde utilise actuellement l'hydrogène extrait des combustibles fossiles, notamment dans le raffinage du pétrole, la synthèse de l'ammoniac, le méthanol et la production d'acier. L’utilisation du GH2 comme combustible thermique avancé peut contribuer à décarboniser ces secteurs et d’autres secteurs difficiles à réduire. De plus, il peut être utilisé comme matière première pour de nombreuses applications industrielles.
Domaines de l'aviation et du transport maritime.
Les secteurs des transports difficiles à réduire, tels que le transport maritime et l’aviation, auront du mal à se décarboner en raison du nombre limité d’alternatives aux carburants à faible teneur en carbone.
Champ d'énergie.
L’hydrogène est un vecteur énergétique efficace doté de capacités de stockage à long terme sans pertes significatives et pourrait jouer un rôle clé dans la stabilisation des réseaux énergétiques qui dépendent de l’énergie solaire et éolienne. En atténuant les fluctuations inhérentes à ces sources d’énergie renouvelables, l’hydrogène peut contribuer à assurer un approvisionnement stable et fiable en électricité.
La compétitivité des coûts et la disponibilité des infrastructures seront des facteurs déterminants dans l’introduction d’un plus grand nombre d’applications de l’hydrogène. Par exemple, l’utilisation de voitures et de camions à pile à combustible à hydrogène dépendra du coût des piles à combustible et de la disponibilité des stations-service. L'hydrogène peut être intégré au réseau de gaz naturel existant et utilisé dans les systèmes de chauffage urbain ou dans les chaudières à hydrogène et les piles à combustible pour les systèmes de chauffage résidentiels. D’un autre côté, l’ammoniac, lorsqu’il est utilisé dans les turbines à gaz, a le potentiel d’augmenter la flexibilité du système électrique ou de contribuer à réduire les émissions des centrales électriques au charbon.
Pour libérer pleinement le potentiel de l’hydrogène vert, le coût de production de l’hydrogène vert doit être considérablement réduit. Actuellement, ses coûts de production sont 3 à 6 fois plus élevés que ceux de l'hydrogène gris (hydrogène vert : 3 à 6 $ US/kg ; hydrogène gris : 1-2 US$/kg), même dans les sites de production les plus favorables. L’électricité renouvelable nécessaire aux électrolyseurs constitue un facteur de coût majeur. La production d’hydrogène vert dans des endroits disposant d’abondantes ressources renouvelables peut améliorer sa compétitivité en termes de coûts. La compression des coûts des technologies solaires photovoltaïques (PV) et éoliennes contribuera également à réduire les coûts associés à la production d’hydrogène vert. Une autre priorité est la réduction du coût des électrolyseurs, ce qui pourrait permettre de réduire les coûts d'investissement de 80 % à long terme.
Il est donc important de surmonter les défis posés par les barrières techniques et les coûts de production élevés. Les pays sont confrontés à plusieurs obstacles pour exploiter tout le potentiel de l’hydrogène vert. Les plus grands défis incluent le savoir-faire technique requis pour produire de l’hydrogène vert, l’augmentation de la production d’énergie renouvelable et de la capacité des électrolyseurs, les coûts de production élevés, le manque de marché intérieur et les infrastructures limitées. Des politiques et des collaborations ciblées sont donc nécessaires pour réussir à surmonter ces obstacles à la production d’hydrogène vert. En outre, la demande et l’offre d’hydrogène vert doivent être encouragées simultanément. Les décideurs politiques jouent un rôle essentiel en stimulant l’innovation, en attirant les investissements du secteur privé et en établissant des partenariats pour intégrer efficacement l’hydrogène dans le mix énergétique.
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