De nos jours, il est crucial de trouver des alternatives propres et durables pour satisfaire nos besoins énergétiques. L’hydrogène, en tant que vecteur énergétique potentiel, attire de plus en plus l’attention. Mais est-ce que l’hydrogène est vraiment la solution miracle tant attendue, ou est-ce une fausse solution ?
Les utilisations actuelles de l’hydrogène
Les raffineries de pétrole brut sont les plus gros consommateurs d’hydrogène aux États-Unis, utilisant environ 60% de tout l’hydrogène domestique comme combustible pour la production de diesel. La production d’ammoniac, utilisé comme matière première pour les engrais chimiques, en consomme encore 30%. Les 10% restants sont utilisés pour produire des hydrocarbures synthétiques, utilisés dans divers marchés des carburants et de la chimie. Ces utilisations existantes de l’hydrogène devraient être remplacées par de l’hydrogène vert. Cependant, l’hydrogène ne devrait jamais être utilisé pour justifier l’expansion de l’infrastructure des combustibles fossiles, comme les raffineries de pétrole.
Utilisations potentielles de l’hydrogène
Il y a quelques façons d’utiliser efficacement l’hydrogène vert dans une économie zéro émission. Par exemple, l’hydrogène vert peut être utilisé comme moyen de stockage d’énergie à long terme, en produisant de l’hydrogène pendant les périodes de surplus d’énergie renouvelable, puis en utilisant cette énergie dans des piles à combustible pour équilibrer le réseau sans émission de CO2 ni de NOx. Utilisé de cette manière, l’hydrogène vert pourrait compléter les batteries en tant que moyen sans CO2 de remplacer les centrales électriques à gaz pendant les périodes de pointe, tout en réduisant la fracturation hydraulique et les émissions de méthane liées à la production et au transport du gaz.
L’inefficacité de l’hydrogène comme source d’énergie propre
Il est toujours plus efficace d’utiliser directement l’énergie renouvelable plutôt que de convertir cette énergie en hydrogène pour une utilisation en tant que source d’énergie. L’utilisation d’énergie renouvelable pour produire de l’hydrogène est environ 20 à 40% moins efficace que l’utilisation directe de l’énergie renouvelable lorsque cela est possible. Pour cette raison, il est préférable d’utiliser directement l’électricité renouvelable chaque fois que c’est possible, et de limiter l’utilisation de l’hydrogène vert aux cas où l’énergie renouvelable ne peut pas être utilisée directement ou stockée de manière efficace.
Les avantages climatiques limités de l’hydrogène
L’hydrogène vert ne produit pas de gaz à effet de serre, donc s’il est utilisé pour remplacer d’autres sources d’énergie qui en produisent, il peut avoir des avantages climatiques. Cependant, ces avantages doivent être évalués par rapport aux alternatives raisonnables. Par exemple, l’injection d’une petite quantité d’hydrogène vert dans un flux de gaz méthane réduit une petite quantité du méthane qui serait autrement brûlé, et l’impact climatique subséquent de ce méthane. Cependant, remplacer ce flux de gaz méthane par une électrification des utilisations finales (c’est-à-dire des bâtiments électrifiés) réduirait beaucoup plus les émissions de gaz à effet de serre.
L’hydrogène produit de la pollution
Lorsque l’hydrogène est brûlé, il ne produit pas d’émissions de carbone, mais il produit des émissions de NOx jusqu’à six fois plus élevées que celles émises par la combustion du méthane. Les émissions de NOx peuvent avoir de graves effets sur la santé, notamment l’asthme et une augmentation des infections respiratoires. Alors qu’il existe des méthodes de contrôle des émissions de NOx dans les centrales électriques à gaz, ces technologies ne sont efficaces que jusqu’à un mélange de 30% d’hydrogène.
Stockage et transport de l’hydrogène
Le stockage de l’hydrogène est un défi en raison de sa faible densité énergétique. Il peut être stocké en vrac dans des cavernes de sel, mais cela est limité à quelques endroits aux États-Unis. Pour un stockage à long terme, l’hydrogène doit être converti en liquide, un processus qui peut être plus coûteux que la production d’hydrogène lui-même. Le stockage de l’hydrogène sous forme gazeuse nécessite des réservoirs haute pression, tandis que le stockage sous forme liquide nécessite le maintien de températures cryogéniques. Le stockage de l’hydrogène nécessiterait 3 à 4 fois plus d’infrastructures de stockage, à un coût de 637 milliards de dollars d’ici 2050, pour fournir le même niveau de sécurité énergétique que celui offert par le gaz.
L’hydrogène et l’injustice environnementale
De nombreux projets d’hydrogène existants et proposés sont situés près d’installations pétrolières, gazières et chimiques, qui sont disproportionnellement implantées dans des communautés de couleur. Les nouveaux projets d’hydrogène doivent être évalués afin de s’assurer qu’ils ne sont pas simplement une tentative de soutenir l’industrie des combustibles fossiles ou de prolonger la durée de vie des projets liés aux combustibles fossiles. La production, le transport et la combustion du pétrole et du gaz ont des impacts significatifs sur la justice environnementale, et le développement de l’hydrogène ne doit pas aggraver ces impacts. La sécurité du stockage (qu’il s’agisse d’ammoniac ou d’hydrogène) doit également être prise en compte, en particulier dans le cas d’installations rétrofitées. Enfin, tout projet proposant la combustion de l’hydrogène ne doit pas augmenter les émissions de NOx et d’autres polluants dans les communautés voisines.
L’hydrogène est coûteux par rapport à l’électricité propre
Actuellement, l’hydrogène fossile conventionnel coûte entre 1,25 $/kg et 2 $/kg aux États-Unis, tandis que l’hydrogène vert coûte entre 2,50 $/kg et 4,50 $/kg. Selon plusieurs analystes, l’hydrogène vert pourrait devenir compétitif d’ici 2030 grâce aux économies d’échelle qui réduiront le coût des électrolyseurs et à la baisse du prix de l’énergie éolienne et solaire. L’industrie pousse actuellement le développement de l’hydrogène bleu avec l’argument douteux selon lequel investir dans une infrastructure hydrogène suboptimale (ou nocive) aujourd’hui permettrait le déploiement de l’hydrogène vert dans le futur. En réalité, le coût de l’hydrogène vert diminuera grâce aux avancées de la technologie des électrolyseurs et à la réduction continue des coûts de l’énergie éolienne et solaire, et non grâce au développement de l’hydrogène bleu ou gris.
L’hydrogène peut sembler être une solution attractive, mais il est important de comprendre ses limites et les conséquences potentielles. Nous devons nous concentrer sur le développement d’autres alternatives d’énergie propre, comme l’électricité, qui sont plus efficaces, plus économiques et plus respectueuses de l’environnement.
