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L’hydrogène: le grand retour d’une énergie qu’on croyait révolue

Notre approvisionnement énergétique doit devenir climatiquement neutre d’ici 2050. Il faut donc un large mix d’énergies renouvelables et d’infrastructures adéquates. Cela implique de substituer le gaz fossile par des gaz renouvelables ou climatiquement neutres. Ce siècle marquera le grand retour d’une énergie qu’on croyait révolue: l‘hydrogène. Quels sont les ressorts et les freins de cette évolution?

Le Conseil fédéral s’est fixé pour objectif de rendre l’approvisionnement énergétique climatiquement neutre à l’horizon 2050. Les autorités fédérales favorisent la décarbonisation avant tout à travers le développement de l’électricité renouvelable, en particulier le photovoltaïque. Quoiqu’en constante augmentation, la part de l’électricité ne représente que 25% de la consommation d’énergie nationale. Substituer les énergies fossiles par l’électricité renouvelable paraît donc illusoire.

On ne sait pas encore quelles technologies s’imposeront, en particulier dans les secteurs chaleur, industrie et transports: les solutions sans émissions sont encore peu nombreuses. Mais étant donné les coûts de restructuration et les scénarios sur l’évolution des prix, de l’efficacité et de la sécurité d’approvisionnement, les études actuelles prédisent le retour en force d’une énergie qu’on croyait révolue: l’hydrogène.

Mentionnons par exemple l’étude de l’Agence allemande de l’énergie Dena sur la transition énergétique intégrée, qui analyse les interdépendances des secteurs électricité, bâtiment, transports et industrie dans le but de parvenir à une stratégie globale pour tous ces secteurs. Les équipes de chercheurs de l’Empa et de l’Institut Paul Scherrer ont suivi la même piste dans le contexte helvétique. Il faut également mentionner les études mandatées par Eurogas, l’Association européenne de l’Industrie gazière: A Pathway to a carbon neutral 2050 (Eurogas) et Gas Decarbonisation Pathways 2020-2050 (Navigant resp. Gas for climate).

Les gouvernements mettent en place des stratégies hydrogène

Toutes ces études parviennent à la conclusion que les énergies sous forme gazeuse ou liquide feront partie intégrante du système énergétique, tout comme l’électricité, aussi bien en Europe qu’en Suisse. L’hydrogène est clairement retenu comme option, soit comme agent énergétique doté de propriétés spécifiques, soit comme agent énergétique de stockage, soit comme maillon important dans le couplage des secteurs énergétiques. Aujourd’hui déjà, l’hydrogène est indispensable à bon nombre de processus chimiques et industriels, et certaines sources industrielles de CO2, par exemple les émissions des cimenteries, ne peuvent être décarbonisées sur le long terme qu’avec l’hydrogène.

Plusieurs gouvernements, dont la Suisse, travaillent à leur stratégie hydrogène. Les Pays-Bas, l’Allemagne et l’UE ont déjà publié leurs considérations à ce sujet.

Plusieurs questions demeurent néanmoins ouvertes. Pour que l’hydrogène puisse devenir un élément central du système énergétique, la chaîne de création de valeur – technologies, production, stockage, infrastructures et consommation, logistique et aspects associés – doit être analysée de bout en bout pour déterminer les mesures nécessaires. Les conditions cadres jouent à cet égard un rôle crucial dans la capacité de l’hydrogène à s‘imposer comme option. Aujourd’hui, il apparaît clairement que cela ne fonctionnera pas sans encouragement de l’Etat, attendu qu’il y a des différences considérables entre les prix des différents agents énergétiques.

Selon l’étude «Path to hydrogen competitiveness» du Hydrogen Council, réalisée par McKinsey, les prix de l’hydrogène baisseront de manière significative sur le fil de la durée, pour autant que des mesures d’encouragement soient mises en oeuvre au départ. Selon cette étude, la croissance prévisible en termes de production, de distribution, d’équipement et de fabrication générera une baisse des coûts allant jusqu’à 50% à l’horizon 2030 pour de nombreuses applications. L’hydrogène deviendrait ainsi concurrentiel par rapport à d’autres options pauvres en carbone, voire même par rapport aux options classiques. Mais cette vision nécessite des investissements considérables, estimés à quelque 70 milliards de dollars.

Différents types de production

Il existe aujourd’hui plusieurs procédés de production pour l’hydrogène. Le discours politique les distingue par leurs couleurs. L’accent portera d’abord sur l’hydrogène produit à partir d’énergies renouvelables – l’«hydrogène vert». A moyen terme, il faudra aussi faire appel à l’hydrogène obtenu par reformage du gaz naturel avec stockage ou recyclage du CO2 résultant – l’«hydrogène bleu».

Comme pour l’électricité ou les énergies fossiles, la Suisse ne pourra pas couvrir complètement la demande indigène en hydrogène, parce que ses capacités de production sont limitées – notamment au regard des excédents d’électricité solaire. Or, les questions d’importation ne sont de loin pas résolues, comme on peut le constater au vu des expériences faites avec les importations de gaz renouvelables. Il faut de toute urgence résoudre le problème de la certification d’origine.

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