Hydrogène vert : avenir de la durabilité ou mirage écologique ?

Selon une étude publiée dans Nature Energy, l'hydrogène vert offre des avantages significatifs en matière de réduction des émissions de CO2 uniquement s'il est produit avec une énergie propre et à proximité du lieu d'utilisation, soulignant la complexité de son cycle de vie.

L'hydrogène vert Est-ce vraiment la clé d’un avenir bas carbone ? À mesure que l’enthousiasme suscité par cette technologie prometteuse grandit, des doutes et des questions émergent également. Comment l’hydrogène vert peut-il contribuer à la lutte contre le changement climatique ? Quels sont les enjeux liés à sa production et à son transport ? Est-il vraiment possible de réduire les émissions si l’on considère l’ensemble du cycle de vie de cette technologie ?

L’hydrogène vert est souvent – ​​mais pas toujours – considéré comme un avantage pour réduire les émissions CO2. C’est ce qui ressort des recherches publiées sur Énergie naturelle depuis Kiane de KleijneUniversité Radboud et Université technique d'Eindhoven :

Si l’on prend en compte l’ensemble du cycle de vie de la production et du transport de l’hydrogène vert, les gains en CO2 peuvent être décevants. Cependant, si l’hydrogène vert est produit avec de l’électricité très propre et localement, il peut effectivement contribuer à réduire les émissions.

On pense que l’hydrogène vert peut apporter une contribution importante à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les entreprises néerlandaises investissent actuellement dans le développement de l’hydrogène vert dans des pays où l’énergie verte nécessaire à la production d’hydrogène peut être facilement produite, comme la Namibie et le Brésil. L’UE vise également à produire 10 millions de tonnes d’hydrogène vert et à en importer 10 millions supplémentaires d’ici 2030, comme le souligne le spécialiste de l’environnement De Kleijne :

L’hydrogène vert présente un grand potentiel en tant que technologie en raison de sa polyvalence et de ses nombreuses utilisations. Mais malheureusement, je vois encore quelques difficultés à affronter.

Le cycle de vie complet de la production d’hydrogène vert

Pour plus d'un millier de projets d'hydrogène vert prévus, De Kleijne a calculé les émissions de gaz à effet de serre associées à la production d'hydrogène vert, y compris la production de panneaux solaires, d'éoliennes et de batteries pour fournir de l'énergie, ainsi que le transport par pipelines ou par navires :

L'hydrogène vert est produit en divisant l'eau en oxygène et en hydrogène dans un électrolyseur utilisant de l'énergie verte. Vous pouvez ensuite utiliser cet hydrogène comme matière première ou carburant. L'hydrogène produit à partir du gaz naturel est déjà largement utilisé comme matière première, par exemple dans l'industrie chimique pour produire du méthanol et de l'ammoniac pour les engrais.

L’avantage de l’hydrogène vert est que lors de la décomposition de l’eau, en plus de l’hydrogène, seul de l’oxygène est libéré et non du CO2. Cela nécessite toutefois de grandes quantités d’énergie verte, comme le précise De Kleijne :

Les émissions ne peuvent être réduites que si l’énergie verte, comme l’énergie éolienne ou solaire, est utilisée. Mais même dans ce cas, les émissions liées à la production d’éoliennes et de panneaux solaires s’additionnent considérablement. Si l’on considère ainsi l’ensemble du cycle de vie, l’hydrogène vert entraîne souvent, mais pas toujours, des gains de CO2.

Les gains de CO2 sont généralement plus importants lorsqu’on utilise l’énergie éolienne plutôt que l’énergie solaire. Cette situation va encore s'améliorer à l'avenir, car davantage d'énergies renouvelables seront utilisées, par exemple, pour produire des éoliennes, des panneaux solaires et de l'acier pour l'électrolyseur.

Le défi du transport de l’hydrogène

La production d’hydrogène entraîne les émissions les plus faibles dans les endroits où il y a beaucoup d’énergie solaire ou éolienne, comme le Brésil ou l’Afrique. L’inconvénient est que cet hydrogène doit ensuite être transporté vers l’Europe. Ceci est technologiquement exigeant et peut générer de nombreuses émissions supplémentaires :

Le transport d’hydrogène vert sur de longues distances contribue tellement aux émissions totales qu’une grande partie des gains de CO2 résultant de sa production dans des endroits éloignés et favorables est annulée.

Pour les courtes distances, les émissions du transport sont les plus faibles pour les gazoducs, tandis que le transport de l’hydrogène liquide est préférable pour les longues distances. Le message clé, selon le scientifique, est que nous ne devrions pas prétendre que des technologies telles que l’hydrogène vert sont totalement sans émissions.

Les méthodes de calcul actuelles qui constituent la base des réglementations ne prennent généralement pas en compte les émissions provenant de ce qui doit être produit pour produire de l'hydrogène, comme les panneaux solaires et les électrolyseurs, ou les pertes d'hydrogène pendant le transport. Il pourrait donc sembler que l’hydrogène vert ne produit pas beaucoup d’émissions, mais ce n’est pas du tout le cas.

En examinant les émissions tout au long du cycle de vie, nous pouvons mieux comparer les technologies et identifier les domaines dans lesquels des améliorations peuvent être apportées dans la chaîne. De plus, nous pouvons nous demander : qu’est-ce qui est important de produire aux Pays-Bas et en Europe ? Et quand serait-il préférable de déplacer une industrie vers une autre partie du monde ?

Source: Université Radboud