Demande d’hydrogène

• « Les perspectives offertes par l’hydrogène dans le cadre de la transition énergétique et de la décarbonation du système énergétique constituent un sujet d’actualité majeur.
• Des sources d’hydrogène naturel ont été repérées en divers points du globe. Mais, à l’heure actuelle, il n’est pas possible de donner une estimation du potentiel en énergie primaire de ces sources, ni d’évaluer les capacités d’exploitation correspondantes.
• La consommation d’hydrogène pour les usages industriels actuels en France va baisser (notamment avec la baisse du raffinage), mais les nouvelles utilisations pour la production d’acier et de ciment « verts » appellent une demande de 1,6 Mt million de tonnes .
• En ajoutant la demande de carburants liquides de synthèse pour les transports les plus lourds (maritime et aérien), le besoin à l’horizon 2050 pourrait être de 4 Mt, limite supérieure de tous les scénarios, nécessitant alors 230 TWh Térawatt-heure de production électrique dédiée. »

Production d’hydrogène

• « Au niveau européen, à l’horizon 2050, une consommation de 60 Mt d’hydrogène vert est envisagée, dont 50 % seraient produits sur le territoire européen, grâce à 300 GW Gigawatt de capacités d’électrolyse et à la production/consommation d’environ 1 700 TWh d’électricité bas carbone.
• On ne peut pas appeler hydrogène vert tout hydrogène produit par électrolyse. Le niveau d’émissions de CO₂ doit être très bas (< 1 kg eqCO2/ équivalent CO₂ kg H2 Hydrogène ) si l’électricité est d’origine nucléaire, éolienne ou hydraulique.
• Les plans de décarbonation de la production d’hydrogène visent tous l’objectif d’un passage à l’hydrogène « vert », obtenu par électrolyse de l’eau à partir de sources d’énergie électrique renouvelable (éolien, solaire, notamment). L’utilisation du biogaz ou de la biomasse pour produire de l’hydrogène doit être écartée, en raison des multiples usages déjà attendus pour la biomasse et des limites de son exploitation.
• Toutes les énergies bas carbone doivent être mobilisées pour rendre l’hydrogène « vert » et faire de celui-ci un vecteur important de décarbonation en France et en Europe. Cela inclut nécessairement le nucléaire, énergie bas carbone par excellence.
• La distinction entre hydrogène « vert » (produit à partir d’électricité renouvelable exclusivement) et « jaune » (produit également par électrolyse de l’eau, mais en incluant l’énergie nucléaire comme énergie bas carbone) n’est pas opérationnelle. Que l’hydrogène soit « vert » ou « jaune », il provient d’un seul et même procédé de synthèse : l’électrolyse de l’eau.
• En l’état actuel des connaissances, les perspectives offertes par l’hydrogène naturel restent très incertaines. »

Recommandations

• « Soutenir rapidement les projets d’exploration du sol français pour évaluer le potentiel en hydrogène naturel.
• Promouvoir l’hydrogène vert pour :
  • Décarboner les usages actuels en remplacement de l’hydrogène gris (raffinage, production d’ammoniac, pétrochimie).
  • Décarboner de nouveaux usages, notamment la production d’acier et de ciment, et pour la mobilité lourde.
• Augmenter les capacités de production électrique supplémentaires nécessaires pour produire de l’hydrogène vert.
• Augmenter les capacités d’électrolyse et améliorer les technologies, notamment l’électrolyse à haute température.
• Évaluer l’empreinte carbone des nouveaux procédés et usages de l’hydrogène.
• Contrôler strictement le niveau des importations d’hydrogène.
• Engager un effort massif sur les problèmes de sécurité, particulièrement dans les transports.
• Conduire une politique stricte d’arbitrages entre les différents usages de l’hydrogène.
• Poursuivre la recherche fondamentale et technologique pour améliorer les rendements énergétiques et diminuer l’empreinte environnementale des électrolyseurs et des piles à hydrogène. »
  
  L’hydrogène aujourd’hui et demain, Académie des sciences, le 21/05/2024