Aujourd’hui, l’hydrogène est un vecteur énergétique stratégique qui représente une solution forte pour accélérer la transition énergétique mais également un enjeu industriel, technologique et environnemental majeur pour la France.
Présentation de l’hydrogène
De tous les éléments chimiques, l’hydrogène est à la fois le plus léger et le plus abondant dans l’univers. Bien que des gisements aient été découverts récemment, il est rarement présent à l’état pur sur Terre mais il entre dans la composition de l’eau et des hydrocarbures, il n’est donc pas une source d’énergie mais un « vecteur énergétique », c’est-à-dire qu’il doit être produit au moyen d’une réaction chimique à partir d’une ressource primaire. Il existe trois grandes méthodes pour fabriquer de l’hydrogène : l’électrolyse de l’eau, le reformage du gaz (ou vaporeformage) et la pyrogazéification.
Les caractéristiques de l’hydrogène offrent diverses possibilités d’utilisation, variant en fonction de sa méthode de production. Actuellement, les deux utilisations principales sont d’une part l’industrie chimique où il sert de base dans la production d’ammoniac (engrais) et de méthanol, d’autre part le raffinage pétrolier afin de désulfurer les carburants. Cependant, en tant que vecteur énergétique, il offre de nombreuses possibilités pour décarboner un certain nombre de secteurs et accompagner la transition énergétique dans l’industrie, la mobilité et les réseaux gaz.
Les différents types d’hydrogène
L’ordonnance du 17 février 2021 relative à l’hydrogène abandonne l’approche par les couleurs au profit de trois types d’hydrogène, sur la base du procédé de production, de la source d’énergie primaire utilisée et des émissions de gaz à effet de serre associées :
1 — L’hydrogène renouvelable
L’hydrogène renouvelable peut être produit par électrolyse de l’eau, un processus qui sépare la molécule d’eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2) à partir d’électricité provenant uniquement de sources d’énergies renouvelables (solaire, éolienne, hydraulique…). Il peut également être produit par tout autre procédé de production recourant uniquement à des énergies renouvelables et « n’entrant pas en conflit avec d’autres usages permettant leur valorisation directe » (pyrogazéification ou thermolyse de la biomasse, vaporeformage de biogaz). Quel que soit le procédé de production, ce dernier doit respecter un seuil d’émission d’équivalents de CO2 émis par kilogramme d’hydrogène produit (KgCO2eq/KgH2) fixé par arrêté.
2 — L’hydrogène bas carbone
L’hydrogène bas carbone est produit par des procédés thermochimiques utilisant des sources d’énergie fossiles telles que le charbon ou le gaz naturel. Cependant le CO2 émis lors de sa production est capté pour être réutilisé ou stocké, via des processus de captage, de séquestration ou d’utilisation de carbone, réduisant ainsi considérablement les émissions de CO2 en sortie d’usine. Il peut également être produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité provenant cette fois de l’énergie nucléaire . Le procédé de production de l’hydrogène bas carbone doit respecter le même seuil de KgCO2eq/KgH2 que celui de l’hydrogène renouvelable.
3 — L’hydrogène carboné
L’hydrogène carboné désigne un hydrogène ni renouvelable ni bas carbone. Il peut être fabriqué par des procédés thermochimiques à partir de sources d’énergie uniquement fossiles, comme des procédés de vaporeformage de gaz naturel de gazéification du charbon ou encore par électrolyse alimentée par des mix électriques carbonés.
L’objectif est de sortir du marché historique de l’hydrogène carboné pour aller vers de l’hydrogène décarboné qui ne représente actuellement que 5 % de la production globale.
Vers une décarbonation des activités humaines
Réduire l’empreinte carbone de nos activités afin de freiner le réchauffement climatique et ses conséquences sur le vivant est un défi majeur à l’échelle mondiale. Dans un contexte où l’énergie est indispensable au fonctionnement de nos sociétés modernes, l’hydrogène apparaît comme un vecteur énergétique supplémentaire, jouant un rôle capital dans notre transition vers des énergies plus propres. En France, la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné fait de l’hydrogène une industrie stratégique. Dotée d’un budget de plus de 9 milliards d’euros, elle vise à créer une filière compétitive d’ici 10 ans en déployant 6,5 GW d’électrolyse à l’horizon 2030 et en évitant ainsi l’émission de 6 millions de tonnes (Mt) de CO2 par an afin de conjuguer développement technologique et transition écologique.
Les axes de la Stratégie nationale hydrogène
Afin de développer les technologies de l’hydrogène pour accélérer la transition écologique et créer une filière industrielle dédiée, la Stratégie nationale hydrogène, initiée en 2020, repose sur trois axes prioritaires :
• la production d’hydrogène renouvelable et bas carbone comme vecteur de décarbonation de l’industrie, avec un objectif de 6,5 GW d’électrolyse à 2030.
• la décarbonation des mobilités lourdes et intensives qui nécessite le développement d’une production et de réseaux logistiques de transport et de distribution sur tout le territoire.
• le renforcement de la recherche, du développement et de l’innovation autour de l’optimisation des technologies actuelles et/ou de nouveaux procédés ainsi que le développement des compétences nécessaires à la filière.
Ces axes représentent un triple enjeu pour la décarbonation de l’industrie, la mobilité lourde et intensive mais aussi pour une souveraineté énergétique et industrielle du pays.
Les besoins en compétences
À terme, plus de 100 000 emplois directs et indirects, à travers plus de 80 métiers variés et sur tous les niveaux de qualification sont attendus à l’horizon 2030. Des besoins de recrutement à venir sont énormes et déjà bien réels avec 3 500 emplois directs comptabilisés en 2021, 5 800 en 2022 et une augmentation de 77 % des offres d’emplois intégrant « l’hydrogène » dans leur libellé sur les quatre dernières années. Les projets se multiplient et les acteurs de l’ensemble de la chaîne de valeur se mobilisent afin d’anticiper les besoins en compétences nécessaires à l’essor de la filière et de répondre aux besoins déjà présents en compétences et en recrutement sur ce marché devenu stratégique.
