L’hydrogène peut être considéré comme une énergie propre à condition que sa production le soit grâce à une électrolyse de l’eau réalisée à partir d’électricité renouvelable, par exemple. © science photo, Adobe Stock
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L’hydrogène est-il une énergie propre ?

Question/RéponseClassé sous :énergie renouvelable , hydrogène , vecteur d'énergie

L'hydrogène est parfois présenté comme l'énergie propre de demain. Et l'Agence internationale de l'énergie l'a assuré en 2019, il doit jouer un rôle clé dans la transition énergétique. Associé à une pile à combustible, il apparaît en effet sans émission locale de CO2. Mais le bilan de son utilisation n'est pas aussi simple.

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[EN VIDÉO] Energy Observer, le premier bateau électrique à hydrogène  Durant cinq ans, à partir de 2017, ce catamaran à deux moteurs électriques de 30 mètres va sillonner les océans du Globe pour une mission scientifique, propulsé uniquement par des énergies renouvelables et une voile « kite ». L’électricité sera produite par des hydrogénérateurs, deux éoliennes à axe vertical, des panneaux photovoltaïques et une pile à combustible. C’est une première mondiale pour un bateau : cette pile utilisera de l’hydrogène produit à bord par électrolyse de l’eau. Energy Observer est donc d’abord un démonstrateur technologique. 

L'hydrogène (H) est l'élément le plus abondant de l'univers : 75 % en masse et plus de 90 % en nombre d'atomes. On en trouve essentiellement au cœur des étoiles et dans les atmosphères des planètes géantes gazeuses. Sur Terre, l'hydrogène entre notamment dans la composition de l'eau -- un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène (H2O) -- et dans celle de la matière vivante -- 10 % de la masse d'un corps humain est constituée d'hydrogène. Une abondance qui pourrait constituer un avantage de taille dans la course à une énergie durable.

Rappelons par ailleurs que l'hydrogène n'est pas à proprement parler une source d'énergie, mais plutôt un vecteur d'énergie, tout comme l'électricité. Il sert à transporter de l'énergie produite par une source primaire (pétroleuranium) jusqu'aux usagés.

Pour déterminer si l'hydrogène est une énergie propre, c'est-à-dire sans émission de polluants ni de gaz à effet de serre, il faut prendre en compte son cycle de vie complet, du puits à la roue, en d'autres mots, de sa production à son utilisation.

Des procédés de production d’hydrogène propre sont à l’étude aujourd’hui comme la production à partir de microorganismes modifiés sous l’effet de la lumière du soleil ou encore à partir de cellules photoélectrochimiques. © angellodeco, Adobe Stock

Hydrogène, un vecteur d’énergie possiblement propre

Ainsi, notons d'abord que l'utilisation d'hydrogène pour la production d'électricité dans une pile à combustible ne génère pour seul déchet que de l'eau. Il n'y a aucune émission de polluants sur le site en question. Son usage peut donc être qualifié de propre.

À ceci près qu'en général, l'hydrogène étant un gaz très peu dense, il doit être comprimé ou liquéfié, ce qui nécessite le recours à une quantité importante d'énergie qui, elle, peut ne pas être aussi propre.

Par ailleurs, si l'hydrogène est abondant, il est rarement présent à l'état pur dans la nature. Pour le séparer des autres éléments (carbone, oxygène, etc.), il faut, là aussi, mobiliser de l'énergie. Aujourd'hui, pour des raisons économiques, 95 % de l'hydrogène est produit à partir de sources fossiles : par reformage de gaz naturel notamment ou par gazéification de charbon de bois. Des procédés a priori émetteurs de CO2. Cet hydrogène ne peut donc pas être considéré comme propre. Sauf si les procédés de reformation sont couplés à des procédés de capture et de stockage de ce CO2, avec une augmentation du coût de production. Ou si l'on parle de gazéification d'une biomasse reconstituée au fur et à mesure pour améliorer son empreinte carbone.

L'hydrogène peut aussi être produit par électrolyse de l'eau. Une technique qui permet de décomposer, grâce à un apport d'électricité, les molécules de H2O en dihydrogène (H2) et en oxygène (O). Sans émission de CO2 donc. À condition que l'électricité en question soit elle-même une électricité d’origine renouvelable, solaire photovoltaïque ou éolienne par exemple. De quoi faire donc de cet hydrogène-là -- qui reste aujourd'hui plus de quatre fois plus cher que l'hydrogène produit à partir de ressources fossiles --, une énergie propre.

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