Pour diminuer les émissions de CO2 de l’industrie, plusieurs technologies de rupture ont été identifiées, et tout particulièrement l’hydrogène décarboné qui ne représente actuellement que 1% de la production mondiale. La France se positionne pour devenir un des leaders mondiaux de l’hydrogène décarboné.
L’hydrogène est depuis longtemps utilisé dans l’industrie pétrolière et chimique, pour une consommation française totale d’environ 900 000 tonnes par an. Il s’agit en grande majorité d’hydrogène obtenu par des processus utilisant des énergies fossiles émettant donc environ plusieurs millions de tonnes de CO2 par an.
L’hydrogène est dit « décarboné » ou « vert » quand ni sa production ni son utilisation n’émettent de CO2. Cet hydrogène est obtenu par électrolyse de l’eau à partir d’électricité, pour décomposer ses molécules (H2O) et en extraire l’hydrogène.
La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau à partir d’électricité bas carbone ou renouvelable est très peu développée. En effet, celle-ci est encore trois à six fois plus chère que la production dite par vaporeformage du gaz naturel. Des progrès sont attendus notamment sur l’amélioration du rendement énergétique et l’augmentation de la puissance des électrolyseurs pour faire baisser les coûts de production de l’hydrogène décarboné.
Pour autant, c’est l’électrolyse de l’eau qui représente le futur du développement de la filière hydrogène. C’est, à ce stade, le seul procédé qui permet une production massive sans émission de CO2. En France, la part de l’électrolyse est plus importante que dans le reste du monde (6 % des volumes).
Grâce à la priorité apportée au développement de cette technologie depuis 2017, la France est aujourd’hui dans le trio de tête de l’hydrogène au niveau mondial, en termes de brevets, de R&D et d’équipementiers.
La France est l’un des premiers pays industrialisés à s’être doté d’un plan hydrogène dès 2018 puis d’une stratégie nationale en 2020. Cette stratégie a également été réaffirmée par la Première ministre dans le cadre de France 2030, avec des investissements massifs dans la structuration de la filière.
Avec la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné annoncée par le Gouvernement en 2020 et le plan France 2030, la France se donne les moyens, à hauteur de 9 milliards d’euros, en s’appuyant sur ses laboratoires de recherche et ses industriels à la pointe de l’innovation, de créer une filière compétitive d’hydrogène renouvelable et bas carbone, et de devenir un des leaders mondiaux de l’hydrogène décarboné par électrolyse.
La France se fixe ainsi l’ambition de pouvoir compter sur son sol au moins quatre giga-usines d’électrolyseurs et l’ensemble des technologies nécessaires à l’utilisation de l’hydrogène.
Afin de développer les technologies de l’hydrogène pour accélérer la transition écologique et créer une filière industrielle dédiée, la stratégie nationale fixe trois objectifs :
1. installer suffisamment d’électrolyseurs pour apporter une contribution significative à la décarbonation de l’économie,
2. développer les mobilités propres, en particulier pour les véhicules lourds,
3. construire en France une filière industrielle créatrice d’emplois et garante de notre maîtrise technologique, notamment en créant 50 000 à 150 000 emplois sur le territoire.
Ces objectifs représentent un triple enjeu pour la décarbonation de l’industrie, pour la décarbonation de la mobilité intensive et pour la souveraineté.
L’hydrogène vert est une des solutions identifiées pour décarboner massivement des industries fortement émettrices, en agissant sur la diminution des émissions de CO2.
Cette technologie de rupture est la seule à même de fournir des solutions pour la réduction à zéro de sources d’émissions parmi les plus importantes au niveau national qu’il s’agisse d’industries de sidérurgie, ciment, engrais, sans oublier les mobilités lourdes : transport longue distance, activités aériennes, etc.
Par ailleurs, elle représente une opportunité économique, avec le développement d’une filière dédiée ainsi que la création d’emplois.
« L’hydrogène est la plus emblématique des technologies de rupture de la décarbonation. Il devient aujourd’hui le vecteur énergétique indispensable de la décarbonation de l’industrie et permet également de résoudre le dilemme de la décarbonation du transport lourd à longue distance. Mais c’est aussi une technologie naissante, et pour assurer son succès, nous devons établir une stratégie qui permette de programmer le déploiement de l’hydrogène et anticiper au mieux les évolutions futures qui affecteront la filière. » Roland Lescure, ministre délégué chargé de l’Industrie
Aujourd’hui, l’industrie est en France de loin le premier consommateur d’hydrogène, avec 900 000 tonnes consommées annuellement.
L’hydrogène est un intrant utilisable en substitution au charbon et au gaz naturel dans de nombreux procédés industriels. Le potentiel de décarbonation par la production d’hydrogène bas carbone est particulièrement important sur les segments industriels suivants :
- dans la sidérurgie pour produire de l’acier bas carbone,
- dans la chimie comme réactif pour la production d’engrais décarboné ou de nylon bas carbone,
- dans le raffinage, essentiellement pour désulfurer les carburants,
- pour la production de carburants synthétiques en combinant hydrogène et dioxyde de carbone pour former un carburant dont les émissions de gaz à effet de serre sont nulles.
L’objectif est développer une mobilité lourde à l’hydrogène décarboné. L’hydrogène représente une solution adaptée aux véhicules lourds, en offrant une capacité de stockage complémentaire à celle des batteries électrique. L’hydrogène répond aux besoins de fortes puissances motrices ou aux besoins de longue autonomie, qu’ils s’agissent de Véhicules Utilitaires légers (VUL), Poids Lourds (PL), bus, Bennes à ordures Ménagères (BOM), trains régionaux ou inter-régionaux en zone non électrifiée. Le déploiement de l’hydrogène sur ce segment répond à l’objectif de décarbonation de ces mobilités dites « lourdes ».
Concernant l’aviation, deux utilisations principales de l'hydrogène sont identifiées :
- l’utilisation directe de l’hydrogène pour la propulsion à l'hydrogène,
- l’utilisation de l’hydrogène pour produire des carburants synthétiques (SAF), qui seront eux-mêmes utilisés dans des moteurs actuels.
Source : Ministère de l'Economie. Photo : Roman - Pixabay.
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