La combustion de l’hydrogène a fait ses premiers pas en France avec le projet GRHYD visant l’injection et l’utilisation d’hydrogène dans le réseau de distribution de gaz. Ce projet mené avec succès relevait principalement de la consommation domestique de gaz (chaudière, gazinière). Au-delà du domestique, dans le secteur industriel cette fois-ci, les expérimentations restent timides mais après la publication des scénarios RTE ou encore avec la crise énergétique de 2022/2023, le sujet de la combustion industrielle d’hydrogène prend de l’importance.
Décarboner la combustion industrielle
L’industrie diffuse, répartie sur l’ensemble du territoire, représente 40 % des émissions industrielles en France (reseauactionclimat.org). Une grande partie des émissions de gaz à effet de serre de l’industrie manufacturière découle de la combustion d’énergie fossile. Pour les besoins de chaleur à moyenne et haute températures, les filières de combustion, telles que l’hydrogène, se présentent comme des alternatives sérieuses.
La décarbonation, ce n’est pas que l’électrification
En 2035, l’industrie aura besoin de 171 TWh d’énergie finale pour des procédés thermiques non électrifiables. L’hydrogène en combustion est estimé représenter 18 % de la consommation d’hydrogène à l’échelle européenne. Cette solution, souvent sous-estimée en France, se révèle pertinente au côté de la solution gaz renouvelable pour les procédés thermiques haute température où la plupart des autres options de décarbonation ne sont pas techniquement adaptées.
Les opportunités liées à l’hydrogène
L’usage de l’hydrogène dans ces procédés peut permettre également la co-production d’oxygène sur site. Cet oxygène pourrait ainsi être utilisé en oxycombustion afin d’améliorer le rendement énergétique des flammes. Côté flexibilité, il n’est pas toujours souhaitable ou nécessaire de passer intégralement à l’hydrogène toute l’année. Aussi, il est possible la plupart du temps de faire varier la teneur en hydrogène dans la flamme de gaz naturel afin d’arbitrer les prix du marché (électricité versus gaz naturel).
Enfin, l’hydrogène apporte avec lui la possibilité de décarboner la mobilité environnante, qu’il s’agisse des flux logistiques liés à l’activité de l’usine ou bien des bus des collectivités alentour. Ce cumul d’usage permettrait des synergies importantes sur les plans fonciers et économiques.
Les limites de l’hydrogène dans la combustion
Bien sûr l’hydrogène n’est pas une solution miracle et rencontre des limites, la principale étant économique. En effet, les prix bas actuels du gaz naturel couplés à un prix du CO2 encore insuffisant rendent difficile la compétitivité économique de l’hydrogène à court terme pour cette application.
À cela s’ajoute la concurrence de l’usage de l’électricité renouvelable, en disponibilité limitée malgré les capacités importantes installées régulièrement. En effet, l’électrification des fours industriels ainsi que la mobilité électrique accentuent la pression sur les sources d’énergies renouvelables et bas-carbone.
Enfin, au-delà de l’équation économique, les problématiques d’impact de la flamme hydrogène sur les produits finaux (brique, verre, céramiques, etc.) sont assez peu connues à ce jour. Aussi, il convient d’être prudent sur le délai de mise en place de l’alternative hydrogène compte tenu du temps d’expérimentation nécessaire à certaines industries.
