Is there a place for hydrogen in the energy transition?

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Depuis le XIXe siècle, l’hydrogène fait rêver par ses propriétés énergétiques et environnementales. Il est vu comme pouvant remplacer les hydrocarbures quand leurs ressources seront épuisées. Sa capacité à être produit et consommé localement grâce à des petites unités à base d’énergies renouvelables a permis l’éclosion d’expérimentations, en particulier en Allemagne, tant dans le stockage d’énergie que dans la mobilité « décarbonée ».

Mais les défis à relever restent nombreux avant que ce gaz puisse pénétrer dans notre quotidien : il reste très cher à produire sans émissions de CO2, et sa forte explosivité rend son utilisation délicate.
Les maillons technologiques centraux que sont les électrolyseurs et les piles à combustible (PAC) sont bien maîtrisés techniquement mais n’ont pas atteint la maturité économique. Par ailleurs, s’il se développe, l’hydrogène se retrouvera en compétition économique avec les hydrocarbures et l’électricité, nécessitant le déploiement d’infrastructures spécifiques d’un coût considérable.

Dans une note d’analyse, France Stratégie formule trois propositions pour que l’hydrogène puisse faire partie du mix énergétique dans le futur :
• Réserver les aides pour la R&D sur les électrolyseurs et les PAC tant qu’ils n’auront pas la maturité suffisante permettant d’envisager tout déploiement ou expérimentation.
• Évaluer l’impact économique des développements possibles de l’hydrogène en examinant également ses conséquences sur les autres filières (gaz et électricité, mais aussi chaleur, carburants, etc.).
• Prendre en compte dès le début les enjeux de sûreté et d’acceptabilité presque insurmontables que pose l’usage de ce gaz très volatil et explosif, et perçu comme tel par le grand public.

Malgré les traces que l’incendie du zeppelin Hindenburg en 1937 a laissées dans les mémoires, l’hydrogène continue de bénéficier d’une aura exceptionnelle. Sa combustion ne générant que de l’eau pure, il est perçu comme « propre » et comme pouvant remplacer les hydrocarbures à terme. L’Allemagne mise sur l’hydrogène pour stocker les quantités massives d’énergies renouvelables (ENR) intermittentes de son Energiewende. La question de la transposition de cette approche à la transition énergétique en France est parfois posée.

La réponse apportée ici est plus que prudente. L’hydrogène n’est produit aujourd’hui qu’à des fins industrielles et selon un procédé émissif en CO2. Générer de l’hydrogène-énergie décarboné est techniquement possible grâce à l’électrolyse de l’eau, mais avec un rendement médiocre et des coûts élevés. L’utiliser pour valoriser de l’énergie renouvelable excédentaire risque de renchérir encore le prix de l’électricité. Le véhicule à hydrogène soulève beaucoup d’enthousiasme outre-Rhin, mais ne semble pas en mesure de concurrencer les véhicules thermiques ni même électriques avant longtemps, les piles à combustible (PAC) manquant de maturité. Le déploiement d’une infrastructure de distribution serait de plus d’un coût considérable.

Il est ainsi proposé de poursuivre la R&D sur les électrolyseurs et les piles à combustible avant d’envisager un déploiement effectif ou expérimental. L’évaluation de l’impact de solutions hydrogène doit entre autres prendre en compte les conséquences économiques sur les autres filières (gaz, électricité, carburants) et les enjeux de sûreté.

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