Comprendre l’hydrogène vert
L’hydrogène vert suscite un intérêt croissant en tant que solution énergétique propre pour répondre aux enjeux climatiques actuels. Contrairement à l’hydrogène « gris » produit à partir de combustibles fossiles, l’hydrogène vert est obtenu par électrolyse de l’eau à l’aide d’électricité issue de sources renouvelables telles que le solaire, l’éolien ou l’hydroélectricité. Ce processus permet de produire de l’hydrogène sans émissions directes de dioxyde de carbone (CO₂), ce qui en fait un vecteur énergétique particulièrement attractif pour les stratégies de décarbonation.
Dans un contexte où les secteurs industriels et des transports sont responsables de plus de 45 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, le potentiel de l’hydrogène vert devient une opportunité concrète pour opérer une transition vers un modèle bas-carbone, en complémentarité avec d’autres leviers comme l’électrification directe, l’efficacité énergétique ou encore la captation et le stockage du carbone.
Les secteurs industriels en première ligne
Certains processus industriels nécessitent des températures très élevées ou des matières premières à base de gaz. C’est le cas de la production d’acier, de ciment, d’ammoniac ou de verre. Ces secteurs présentent une intensité énergétique telle que les technologies de substitution reposant uniquement sur l’électricité ne sont pas toujours viables, en l’état actuel des solutions techniques.
L’intérêt majeur de l’hydrogène vert réside dans sa capacité à remplacer l’hydrogène issu du reformage du gaz naturel, largement utilisé dans l’industrie aujourd’hui. En l’intégrant dans différentes applications industrielles, on peut ainsi :
- Réduire les émissions de CO₂ issues des procédés thermochimiques (par exemple dans le raffinage ou la pétrochimie).
- Utiliser l’hydrogène comme réducteur dans la production d’acier, dans des technologies comme la réduction directe du fer (DRI).
- Servir de matière première propre pour la synthèse d’ammoniac ou de méthanol, essentiels dans l’industrie chimique.
Des projets pilotes se déploient en Europe et en Asie pour démontrer la faisabilité de ces usages à l’échelle industrielle. En France, par exemple, le groupe ArcelorMittal expérimente l’usage de l’hydrogène pour produire de l’acier bas-carbone dans ses usines, avec le soutien des pouvoirs publics et de l’Union européenne.
Une source d’énergie propre pour les transports lourds
L’hydrogène vert présente un avantage comparatif majeur pour les moyens de transport difficiles à électrifier, notamment ceux qui requièrent une grande autonomie ou une charge utile réduite, comme les poids lourds, les trains non électrifiés, les navires ou les avions.
Dans le secteur routier, plusieurs constructeurs développent des camions à hydrogène fonctionnant avec une pile à combustible, qui transforme l’hydrogène en électricité pour alimenter un moteur électrique. Cette technologie permet :
- Une autonomie dépassant les 600 km, avec un temps de recharge de seulement quelques minutes.
- Une réduction significative du bruit et des vibrations par rapport à un moteur diesel.
- Des émissions nulles à l’utilisation, avec comme seul sous-produit de l’eau.
Dans le contexte ferroviaire, des trains à hydrogène sont déjà en service commercial en Allemagne, avec une introduction prévue en France dès 2025 sur les lignes non électrifiées. L’aéronautique explore également cette piste, bien que les premières utilisations de l’hydrogène pour l’aviation commerciale ne soient attendues qu’à l’horizon 2035.
Les défis techniques et économiques de l’hydrogène vert
Malgré son potentiel, l’hydrogène vert doit surmonter certains freins pour s’imposer à grande échelle. L’un des principaux défis réside dans le coût de production : l’électrolyse reste aujourd’hui plus onéreuse que les méthodes conventionnelles basées sur les hydrocarbures, car elle dépend étroitement du prix de l’électricité renouvelable et du coût des électrolyseurs.
La question des infrastructures est également cruciale : le transport et le stockage de l’hydrogène nécessitent des équipements spécifiques pour garantir la sécurité et l’efficacité du système (réseaux de tuyauterie, stations de compression, réservoirs cryogéniques, etc.).
Enfin, l’adoption de cette technologie nécessite une planification stratégique impliquant un engagement des acteurs publics et privés, ainsi qu’un cadre réglementaire incitatif. Plusieurs pays, dont la France avec sa stratégie nationale pour l’hydrogène, ont annoncé des plans d’investissement massifs pour développer une filière industrielle compétitive et décarbonée.
Les bénéfices systémiques et environnementaux
L’intégration de l’hydrogène vert dans le mix énergétique peut jouer un rôle fondamental dans l’atteinte de la neutralité carbone. En convertissant temporairement le surplus d’électricité renouvelable en hydrogène (power-to-gas), ce vecteur énergétique permet également de stabiliser les réseaux électriques et d’optimiser l’utilisation des énergies intermittentes (solaire et éolien).
À plus long terme, la généralisation de l’hydrogène vert pourrait :
- Réduire la dépendance aux énergies fossiles importées, renforçant ainsi la souveraineté énergétique.
- Créer de nouveaux emplois qualifiés dans les domaines de l’ingénierie, de la maintenance et de la construction d’infrastructures.
- Favoriser l’émergence d’un écosystème industriel innovant et durable autour des technologies hydrogène.
D’un point de vue environnemental, une filière hydrogène vert bien structurée contribuerait significativement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, améliorant la qualité de l’air et la résilience climatique des territoires. En tant que levier technologique transversal, l’hydrogène vert a ainsi vocation à transformer durablement notre manière de produire, de consommer et de nous déplacer.
Perspectives pour les institutions et les collectivités
Les institutions publiques et les collectivités territoriales ont un rôle crucial à jouer pour accélérer le déploiement de l’hydrogène vert. En intégrant cette énergie dans leurs plans climat-énergie, dans leurs marchés publics de transport (bus, trains, flottes urbaines) ou dans leurs zones industrielles, elles peuvent agir comme catalyseurs d’un changement systémique.
En outre, elles peuvent soutenir les projets locaux via :
- Des aides financières à l’investissement dans les infrastructures (stations de recharge, électrolyseurs).
- Des incitations à l’achat de véhicules professionnels à hydrogène.
- Des dispositifs de formation pour les acteurs économiques et les citoyens.
L’essor de l’hydrogène vert ne repose donc pas uniquement sur les avancées technologiques mais aussi sur la capacité collective à structurer une filière cohérente, partenariale et territorialisée, afin d’atteindre un avenir durable et sobre en carbone.