En savoir plus sur l’hydrogène bleu et l’hydrogène vert

Science & technologie

L’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’univers connu. Sur Terre, la grande majorité des atomes d’hydrogène se trouvent dans des molécules telles que celles du gaz naturel (principalement le méthane, CH4) ou de l’eau (H2O). Presque aucune molécule d’hydrogène pur (H2) ne se forme naturellement, et absolument aucune d’entre elles n’est verte ou bleue ! L’hydrogène moléculaire pur est un gaz incolore et non toxique. Son aptitude à servir de vecteur d’énergie à faible émission de carbone est au cœur de nombreuses discussions.

 Les termes « hydrogène bleu » et « hydrogène vert » sont couramment utilisés dans la description des méthodes de production d’hydrogène, dont il est question ci-après.

Une fois fabriqué, l’hydrogène peut être utilisé pour alimenter les véhicules ou produire la chaleur élevée nécessaire aux processus de fabrication industrielle. Il ne produit aucune émission de CO2 lorsqu’il est brûlé, ce qui en fait un vecteur d’énergie attrayant pour réduire les émissions de carbone. La Commission européenne considère l’hydrogène comme une « priorité essentielle » pour réaliser la transition de l’Europe vers une énergie propre

Production d’hydrogène moins carboné : en savoir plus sur l’hydrogène bleu et l’hydrogène vert ?

L’hydrogène peut être fabriqué à partir de plusieurs sources abondantes, telles que le gaz naturel ou l’eau, ce qui nécessite de l’énergie. Le procédé et l’énergie utilisés déterminent si l’hydrogène produit est à faible émission de carbone ou non.

Le processus de fabrication d’hydrogène à partir de gaz naturel doit incorporer la captage, l’utilisation et le stockage du carbone (CCUS) pour obtenir un résultat à faible émission de carbone. L’hydrogène ainsi obtenu est communément appelé « hydrogène bleu » (« hydrogène bas carbone » selon la législation française).

Lorsque l’hydrogène est fabriqué à partir de l’eau par électrolyse, une source d’énergie à faible teneur en carbone doit être utilisée, comme une énergie renouvelable, pour assurer une faible émission de carbone. Le résultat de ce processus est communément appelé « hydrogène vert » (« hydrogène renouvelable » selon la législation française).

Malgré leur utilisation fréquente, les termes « hydrogène bleu » et « hydrogène vert » n’ont pas de définition universellement arrêtée. Certains considèrent que le résultat de tout processus de production d’hydrogène utilisant la captage, l’utilisation et le stockage du carbone (CCUS) est de l’hydrogène bleu, même lorsque la matière première utilisée n’est pas du gaz naturel. D’autres estiment que tout processus de production basé sur l’électrolyse mène à de l’hydrogène vert, même si l’énergie d’un réseau électrique est utilisée, ce qui entraîne des émissions de CO2 plus élevées qu’avec le gaz naturel (en France, cela a été défini dans la loi le 17 février 2021).

Dans tous les cas, l’hydrogène obtenu à partir de gaz naturel via la méthode CCUS ou à partir d’eau avec des énergies renouvelables a un rôle à jouer dans la création d’un avenir à faible émission de carbone. Nous avons créé cette infographie pour expliquer les principales différences entre ces deux types d’hydrogène :

Échelles de production d’hydrogène

La technologie actuelle de reformage du gaz naturel se prête à la fabrication industrielle d’hydrogène à grande échelle. Un dispositif de reformage du méthane de calibre international est capable de produire 5,6 millions de normaux- mètres cubes d’hydrogène (Nm3) par jour. Cela représente assez d’hydrogène pour faire fonctionner un pôle industriel ou pour alimenter 10 000 camions.

Les électrolyseurs actuels produisent de l’hydrogène à plus petite échelle.  Une unité composée d’électrolyseurs 30 MW alimentés par 10 éoliennes terrestres peut produire  5600 Nmd’hydrogène par jour, ce qui convient à des applications plus décentralisées pour lesquelles moins d’hydrogène est nécessaire.

Le coût est également un paramètre. L’hydrogène bleu est aujourd’hui déployé à l’échelle industrielle, bien que les coûts puissent encore être réduits par des améliorations au niveau de la production et de l’efficacité.  Dans la plupart des pays, la production d’hydrogène bleu est moins coûteuse que celle d’hydrogène vert, qui est encore aux premières étapes de son développement.  

Avec le renforcement des politiques en matière de CO2 et des incitations à l’hydrogène, la demande en hydrogène s’accroîtra de manière constante, ce qui rendra les deux voies de production d’hydrogène nécessaire.

Polyvalence de l’hydrogène

Tant qu’il est à faible émission de carbone, l’hydrogène est un combustible polyvalent, propre et à fort  potentiel. En septembre 2020 le premier train alimenté par hydrogène au Royaume-Uni, le développement de piles à combustible alimentées à l’hydrogène pour motoriser les camions et l’utilisation de l’hydrogène pour réduire les émissions de CO2 de l’industrie sidérurgique ont été mis à l’affiche. La Commission Européenne a déclaré que l’hydrogène constituait « une solution pour décarboner les processus industriels et les secteurs économiques dans lesquels la réduction des émissions de carbone est à la fois urgente et difficile à réaliser ».

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