L’hydrogène vert, un levier pour décarboner l’industrie ?

La rédaction

il y a 2 ans

Annoncée en septembre 2020, la Stratégie Nationale Hydrogène a prévu 7,2 milliards d’euros d’investissements dans le secteur de l’hydrogène d’ici à 2030. L’objectif est de construire une filière française de l’hydrogène décarboné de portée internationale en développant les capacités de production et en soutenant l’innovation.

En fait d’hydrogène, il s’agit surtout d’hydrogène dit « vert », produit à partir d’électricité renouvelable par un processus d’électrolyse de l’eau, par opposition à l’hydrogène « gris » issu du vapocraquage et plus émetteur de CO2. L’hydrogène vert offre de larges perspectives pour accélérer la transition énergétique. Pour l’industrie française, l’hydrogène vert est également un levier majeur de décarbonation. Selon France Hydrogène, 880 000 tonnes d’hydrogène ont été produites en France en 2020, dont 40 000 tonnes d’hydrogène vert, soit 5%. «Nous sommes aujourd’hui à un point de rupture technologique : avec l’amélioration des procédés d’électrolyse, l’hydrogène vert peut être produit massivement et donc utilisé dans l’industrie, ce qui était impossible il y a peu » explique », explique Marie-Perrine Durot, directrice innovation chez Engie Solutions qui exploite déjà une vingtaine de stations hydrogène vert en France. ENGIE Solutions fait en effet partie des entreprises pionnières sur le marché de l’hydrogène vert avec des installations qui sont en opération depuis plusieurs années. Elle accompagne ainsi les entreprises dans leurs process industriels.

La quasi-totalité de l’hydrogène français, qu’il soit gris ou vert, est aujourd’hui produit pour des usages industriels. L’hydrogène est aujourd’hui principalement utilisé dans le secteur du raffinage (pour désulfurer le pétrole), de la chimie (production d’ammoniac, de méthanol…), ainsi que, plus marginalement, dans les domaines de la microélectronique, l’agroalimentaire, la pharma ou encore la métallurgie et le traitement des métaux.

Les perspectives de développement pour l’hydrogène vert ?

France Hydrogène prévoit que nous atteindrons 1 345 000 tonnes d’hydrogène produit en France en 2030, dont plus de la moitié (700 000 tonnes) sera de l’hydrogène vert. Cela représente une progression dynamique pour la production totale d’hydrogène (+ 53 %) mais surtout une progression exponentielle pour l’hydrogène vert (+ 1 650 %).

Un des premiers leviers du développement de cet hydrogène vert en France est donc le verdissement des marchés qui utilisaient précédemment de l’hydrogène gris. Un des challenges principaux est de boucler l’équation économique de ces projets car l’hydrogène vert reste encore comparativement plus cher que l’hydrogène gris, ce qui peut encore s’avérer être un obstacle important notamment pour les secteurs industriels où l’hydrogène est utilisé en masse.

Les possibilités de décarbonation du process de fabrication du verre

Au sein du projet VERCANE, le lab R&D d’ENGIE Solutions étudie avec ses partenaires Groupe Fives, Saverglass et Verescence les possibilités de décarbonation du process de fabrication du verre, en remplaçant le gaz naturel par de l’hydrogène vert dans la combustion. Dernier exemple dans le secteur de la chimie fine : avec Adisseo, producteur d’acides aminés pour la nutrition animale, de l’hydrogène vert produit sur site va remplacer le méthane dans la synthèse de la méthionine. C’est bien sûr un levier très efficace de décarbonation du process industriel. A terme, est anticipé un gain de 340 000 tonnes de CO2 en 10 ans sur cette usine. Quel lien entre le développement de l’hydrogène vert et celui des énergies renouvelables dans l’industrie ? «Les énergies renouvelables éoliennes ou photovoltaïques sont intermittentes : l’absence de vent ou de soleil rend impossible la création d’électricité, tandis que leur excès crée un trop- plein d’énergie. C’est là qu’intervient l’hydrogène vert. Vecteur de stockage, il peut permettre de pallier l’intermittence des énergies renouvelables en stockant leur énergie pour la lisser dans le temps» explique Marie-Perrine Durot.

C’est tout le sens du projet Hyflexpower, premier démonstrateur au monde « power-to-X-to- power » intégrant une turbine à gaz fonctionnant à l’hydrogène. Il a été lancé par ENGIE Solutions en avril 2021 sur le site de Smurfit Kappa PRF, une entreprise spécialisée dans la production de papier recyclé, avec la participation de nombreux acteurs européens et le soutien de la Commission européenne. Le but est de démontrer que l’hydrogène peut être produit et stocké à partir d’électricité renouvelable, puis ajouté jusqu’à remplacer à 100% le gaz naturel actuellement utilisé dans les centrales de cogénération. Dans cette optique, une turbine à gaz industrielle Siemens sera modernisée pour convertir l’hydrogène stockée en électricité et en énergie thermique. On peut imaginer que l’usine du futur sera alimentée par des énergies renouvelables produites sur site et stockées grâce à l’hydrogène. L’hydrogène est donc un levier majeur et décisif pour verdir l’industrie.