Hydrogène vert : qu’est-ce que c’est ?
Une définition de l’hydrogène vert
Lorsque l’on parle d’hydrogène, on fait référence au dihydrogène qui est un élément chimique simple et léger, composé de 2 atomes d’hydrogène.
Naturellement, l’hydrogène est présent en grande quantité dans la nature. Mais il est toujours associé à d’autres éléments.
De fait, pour utiliser l’hydrogène en tant que vecteur énergétique, ou pour le récupérer pur et s’en servir dans un processus chimique, il convient de passer par des étapes de production.
Le terme hydrogène vert fait donc référence à de l’hydrogène qui est fabriqué de la façon la moins polluante possible.
Et pour cause ! L’hydrogène peut être fabriqué de biens différents façons :
- par le reformage du gaz naturel à la vapeur d’eau : la réaction du méthane avec de l’eau permet d’obtenir un mélange d’hydrogène et de CO2;
- par la technique d’électrolyse de l’eau : il s’agit de séparer une molécule d’eau en hydrogène et en oxygène;
- par la gazéification : le phénomène de combustion crée alors un mélange du monoxyde de carbone et d’H2.
L’hydrogène vert en question est principalement produit via électrolyse de l’eau lorsque celà se fait à partir d’électricité renouvelable.
Cet hydrogène vert, parfois aussi nommé hydrogène décarboné, s’apparente à une solution pour que les sociétés basculent vers la décarbonation de leurs économies.
En effet, le principal avantage d’un hydrogène produit à partir d’énergies renouvelables est qu’il n’émet pas de CO2 à sa production, ni au moment de sa consommation. Un outil donc pour accélérer la neutralité carbone.
Comment fait-on de l’hydrogène vert ?
Nous l’avons vu, l’hydrogène peut être fabriqué de plusieurs façons. De fait, on parle parfois d’hydrogène gris, noir, bleu ou vert.
Autant de couleurs qui décrivent finalement l’impact que va avoir l’hydrogène sur la planète. Les couleurs servent aussi à qualifier la provenance de l’hydrogène.
L’hydrogène noir étant celui qui est fabriqué à partir de ressources fossiles, par exemple à partir de la gazéification du charbon.
À contrario, l’hydrogène vert est produit à partir d’une source d’énergie renouvelable (hydroélectricité, énergie éolienne ou solaire) via le phénomène d’électrolyse de l’eau. On peut aussi créer un hydrogène vert à partir du procédé de gazéification issu de la biomasse.
En somme : tous les éléments du cycle de production de cet hydrogène ont un faible impact carbone.
À ce jour, l’hydrogène vert représente seulement 2% de la production mondiale d’hydrogène.
Stockage et transport de l’hydrogène vert : comment cela se passe-t-il ?
Une fois que l’hydrogène vert est fabriqué, il doit être stocké et transporté afin de permettre son utilisation.
Concrètement, l’hydrogène a un grand avantage. Il a une très faible densité volumique. Par exemple, en comparaison, 1kg d’hydrogène équivaut à 3 kg de pétrole en termes d’énergie.
L’hydrogène peut être stocké de différentes façons :
- En le comprimant à 700 bar;
- En le liquéfiant à une température de -253°C.
Ensuite, une fois réduit, l’hydrogène est stocké dans des cavités salines ou sur des batteries.
Pour le transport de l’hydrogène, la pratique la plus courante est celle de la compression. Les canalisations et pipelines permettent de transporter l’hydrogène aisément.
On peut aussi avoir recours au transport routier ou ferroviaire ou encore au transport maritime.
Les utilisations et applications de l’hydrogène vert
Utilisation dans le secteur industriel
L’utilisation de l’hydrogène n’est pas nouvelle. En réalité, cet élément est nécessaire à la production de nombreux éléments produits industriels. Pourquoi cela ?
Et bien d’abord, car l’hydrogène est un gaz très réactif. Il est pratique car il peut être utilisé dans la production de différents matériaux.
Voici quelques exemples d’industries qui font de l’hydrogène un outil :
- Dans la chimie : en complément avec de l’azote, il peut permettre de créer de l’ammoniac. Dans l’industrie du plastique ou du textile, il agit aussi en tant que matière première pour créer par exemple du nylon ou des mousses en polyuréthanes;
- Pour le raffinage du pétrole;
- Dans l’industrie du verre, sous haute température, l’hydrogène permet notamment de créer des écrans plats;
- Dans la métallurgie pour créer des pièces spécifiques;
- Dans l’industrie du ciment, l’hydrogène peut remplacer le charbon ou le gaz qui fait chauffer les fourneaux.
Ainsi, en passant à une production d’hydrogène vert, ces procédés industriels pourraient permettre aux entreprises de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre.
La place de l’hydrogène dans le futur des transports
Le secteur des transports est certainement l’un des plus préoccupants d’un point de vue environnemental. D’abord car il est responsable de 31% des émissions de GES en France.
Mais également car ce secteur porte la lumière sur la dépendance des pays aux énergies fossiles et épuisables.
L’hydrogène se révèle donc être une solution pour ces deux problèmes car des pays non producteurs de pétrole à ce jour peuvent se lancer dans la production d’hydrogène vert. Ce dernier pourrait alors permettre de développer des véhicules fonctionnant à l’hydrogène pour répondre aux enjeux environnementaux.
Il y a alors trois possibilités :
- On développe des véhicules électriques équipés de piles à combustible qui fonctionnent à l’hydrogène vert. Ces véhicules peuvent être des véhicules légers, lourds ou des plus gros véhicules de transport maritimes ou ferroviaires;
- Les véhicules sont directement équipés d’un moteur à hydrogène;
- On peut aussi utiliser un carburant synthétique à base d’hydrogène vert pour réduire les émissions de GES d’un véhicule équipé d’un moteur thermique.
Utilisation de l’hydrogène vert pour stocker de l’énergie
La troisième possibilité pour l’utilisation de l’hydrogène est celle du stockage de l’électricité.
Aujourd’hui, le contexte du mix énergétique est favorable aux énergies renouvelables. De fait, l’éolien et le solaire comptent de plus en plus dans notre part de consommation d’énergie. Or, à ce jour, ces énergies sont intermittentes.
Lorsqu’un réseau est excédentaire et que la production d’électricité dépasse les capacités de consommation, l’hydrogène est une solution. Elle peut permettre de stocker cette énergie excédentaire au lieu de la perdre. Comme l’électricité ne peut être stockée longuement, on convertit cette électricité en hydrogène.
Utilisation dans le réseau gazier
Le dernier usage envisageable pour l’hydrogène vert est celui du power-to-gas.
Il s’agit de convertir directement les surplus d’électricité provenant de ressources renouvelables et de les injecter directement dans le réseau de gaz naturel pour alimenter les habitations en chaleur. Une solution très prometteuse à l’avenir !
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