European Sustainability Reporting Standards (ESRS) : le guide
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Les normes ESRS sont des règles visant à encadrer la réalisation du reporting extra-financier imposé par la CSRD. Explications.
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Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?
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Les points clés à découvrir dans cet article
Les différentes formes d’hydrogène et le cas spécifique de l’hydrogène vert
Pourquoi l’hydrogène vert suscite tant d’intérêt
Ses forces et ses faiblesses
Ce que nous pouvons en espérer dans les années à venir
RTE France
Gestionnaire du Réseau de Transport d’Electricité français
D’où la nécessité de se tourner progressivement vers des sources d’énergie bas carbone.
L'hydrogène vert était encore méconnu du grand public il y a quelques années, jusqu'à ce qu'on commence à valoriser la manière dont il pourrait contribuer à décarboner le secteur tant décrié de l’aviation.
Mais qu’est-ce que l’hydrogène vert exactement ? Voyons ça tout de suite.
Hydrogène vert, une explication simple
Tout d’abord, qu’est-ce que l’hydrogène ?
L’hydrogène (H) est l’atome le plus simple et le plus léger qui existe. Il s’agit aussi de l’élément chimique le plus abondant dans l’Univers - raison pour laquelle il est classé en première place du tableau de Mendeleïev.
Comme le souligne le site Connaissance des Énergies, le terme “hydrogène” est souvent utilisé pour parler de deux choses pourtant distinctes. Il désigne aussi bien :
🔍
l’atome d’hydrogène que nous venons d’évoquer…
💨
… que la molécule dihydrogène (H2), qui existe sous forme gazeuse.
Or, c’est ce fameux dihydrogène (H2) - communément appelé “hydrogène” donc, même si c’est un abus de langage - qui fait l’objet d’un fort intérêt pour ses vertus énergétiques.
Pour rappel, la molécule H₂ est constituée de deux atomes d’hydrogène.
Pourquoi parle-t-on “d'hydrogène vert” ?
Il existe plusieurs types d’hydrogène :
⚪️
l’hydrogène blanc
🔘
l’hydrogène gris
🟡
l’hydrogène jaune
🟢
l’hydrogène vert
Ces couleurs sont symboliques. Elles servent à distinguer l’hydrogène en fonction de son mode de production (nous y reviendrons dans la section juste en dessous). L’hydrogène vert désigne la forme d’hydrogène la plus durable sur le volet environnemental, car son mode de production est le moins émissif - raison pour laquelle le vert lui a été associé.
Quelles sont les différents types d’hydrogène et comment obtient-on l’hydrogène vert en particulier ?
Comme nous le disions au début, l’atome d’hydrogène (H) est extrêmement répandu sur Terre et dans l’Univers. Très réactif, il se lie facilement à d’autres atomes, à commencer par les autres atomes d’hydrogène - pour former le fameux dihydrogène qui nous intéresse ici.
Néanmoins, il faut savoir que le dihydrogène est très rarement présent à l’état pur. Lui-même très réactif, le dihydrogène est généralement capturé dans d’autres molécules - les molécules d’eau (H₂O), par exemple.
C’est la raison pour laquelle, pour utiliser le dihydrogène et tirer parti de ses capacités énergétiques, il faut d’abord le récupérer.
On parle généralement de “modes de production d’hydrogène”. La vérité, c’est qu’on devrait 1) plutôt parler de “mode de production de dihydrogène”, 2) employer le terme “extraction” plutôt que “production”.
On ne produit pas du dihydrogène à proprement parler - comprenez, on ne le crée pas. On le récupère en le séparant des molécules qui l’avaient capturé pour former de l’eau, du méthane, etc.
Pour opérer cette séparation, il existe deux méthodes :
🔥
le vaporeformage, qui chauffe du gaz naturel avec de la vapeur d’eau pour produire de l’hydrogène et du CO₂.
⚡️
l'électrolyse, qui utilise le courant électrique pour séparer les molécules d’eau (H₂O) en dihydrogène (H₂) et en dioxygène (O₂).
| Type d’hydrogène | Source d’énergie | Émissions de CO₂ | Impact écologique |
|---|---|---|---|
|
Hydrogène gris
|
Produit à partir de gaz naturel (méthane), via un procédé industriel appelé reformage. | Très élevées | ❌ Fortement polluant, non envisageable à long terme. |
|
Hydrogène bleu
|
Même procédé que le gris, mais avec capture partielle du CO₂ émis. | Modérées | ⚠️ Moins polluant, mais pas totalement propre. |
|
Hydrogène vert
|
Produit par électrolyse de l’eau avec de l’électricité issue d’énergies renouvelables. | Aucune | ✅ Totalement propre, solution idéale pour un avenir décarboné. |
|
Hydrogène jaune
|
Électrolyse de l’eau avec de l’électricité issue du réseau (non entièrement renouvelable). | Variables | 🔸 Moins polluant que le gris, mais dépend du mix énergétique. |
|
Hydrogène blanc
|
Présent naturellement dans le sous-sol terrestre. Pas encore largement exploité. | Aucune | ✅ Intéressant, à condition de maîtriser son extraction. |
De façon plus générale, on parle d’hydrogène bas carbone dès lors que l’hydrogène est extrait par électrolyse, à condition que cette source d’énergie soit d’origine renouvelable ou nucléaire.
Connaissance des énergies
Média pédagogique sur l'énergie
Il faut cependant savoir qu’à date, le vaporeformage du gaz naturel reste le principal mode de production, car il est justement le plus économique dans bien des cas - même si, comme le souligne encore Connaissance des énergies “son prix de revient reste bien plus élevé que celui du gaz naturel”.
IFP Énergies nouvelles (IFPEN)
Organisme public de recherche, d'innovation et de formation dans les domaines de l'énergie, du transport et de l'environnement
ADEME
Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie
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À quoi sert l’hydrogène vert ?
Selon IFP Énergies, l’hydrogène sert aujourd’hui principalement :
🛠️
comme matière de base pour la production d’ammoniac et de méthanol.
🧪
comme réactif dans les procédés de raffinage des bruts en produits pétroliers, carburants et biocarburants.
IFP Énergies Nouvelles (IFPEN)
Organisme public de recherche, d'innovation et de formation dans les domaines de l'énergie, du transport et de l'environnement
L’hydrogène pourrait notamment nous aider à décarboner les secteurs du transport et de l’industrie, tout en soutenant le développement d’un mix énergétique renouvelable.
L’une des principales problématiques posées par le développement d’un mix énergétique renouvelable tient à l’intermittence des énergies dites renouvelables. Le solaire, par exemple, ne fonctionne plus dès que le soleil se cache ou qu’il fait nuit. De la même manière, les énergies renouvelables produisent parfois trop, parfois pas assez en comparaison de ce que sont nos niveaux de consommation. Or, avec les renouvenables, il n’est pas possible d’ajuster la production en conséquence.
Les transports
C’est probablement le secteur au sein duquel l’hydrogène vert fait le plus parler. En cause ? Les espoirs qui reposent sur lui en vue de décarboner l’aviation - un secteur très pointé du doigt en raison de son impact environnemental.
Cela dit, il faut rappeler que l’hydrogène pourrait nous aider à décarboner nos modes de transport en général :
🚗
le voiture
🚌
le bus
🚚
les camions
🚄
le train
✈️
l'avion
Le sujet fait l’objet de multiples expérimentations - plus ou moins avancées ou concluantes selon les cas.
| Mode de transport | Statut | Exemples | Remarques |
|---|---|---|---|
|
🚗 Voitures
|
Commercialisé | Toyota Mirai, Hyundai Nexo | Autonomie d'environ 650 km, peu de stations de ravitaillement. |
|
🚌 Bus
|
En service | Bus à hydrogène à Pau, CaetanoBus à Strasbourg | Recharge rapide. |
|
🚆 Trains
|
En phase de test | Alstom Coradia iLint | La technologie manque cependant encore de fiabilité. |
|
🚛 Camions
|
En développement | Hyundai Xcient | Bonne autonomie. |
|
✈️ Avions
|
En développement | Airbus ZEROe | Objectif initial de lancement : 2035. Les défis technologiques et d'infrastructures remettent en cause cet objectif. |
Parfois présenté comme une solution miracle, l’hydrogène vert est encore loin d’avoir répondu à l’ensemble des problématiques qui se posent pour son utilisation dans le domaine de transports. L’avion à hydrogène vert, en particulier, suscite beaucoup de scepticisme. Pour en savoir plus, n’hésitez pas à consulter notre article dédié.
L’industrie
De par la spécificité de certains de ses procédés, l’industrie peut difficilement les décarboner - en tout cas avec de l’électricité verte.
Voilà pourquoi l’hydrogène vert incarne une piste de réflexion particulièrement intéressante.
Trois industries sont particulièrement concernées : la sidérurgie, la chimie et le raffinage du pétrole.
Le stockage et l’injection de l’énergie
L’hydrogène est une solution à la problématique du stockage de l’énergie - une problématique absolument centrale dans le cadre de la transition de notre mix énergétique.
Cette problématique de stockage n’était pas présente jusqu’à maintenant, pour la bonne et simple raison que notre mix énergétique reposait (repose encore) majoritairement sur des sources d’énergie flexibles et pilotables.
Le nucléaire ou les centrales à gaz et au charbon permettent de produire l’électricité à la demande, lorsque nous en avons besoin. Or, les énergies renouvelables telles que l'éolien ne produisent pas quand on veut, mais plutôt quand la météo le permet.
- Prenons l’exemple de l’été : nous sommes très susceptibles, sur le territoire français, de pouvoir générer beaucoup d’énergie via les panneaux photovoltaïques. Mais ce surplus d’électricité est très difficilement stockable en l’état. Les batteries existent, mais elles sont chères, difficiles à mettre en place pour des volumes aussi massifs et efficaces à court terme uniquement (quelques heures).
- L’énergie ainsi générée serait donc perdue - alors que nous pourrions en avoir besoin en hiver, lorsque le soleil se montrera moins.
A contrario, l’hydrogène peut se stocker (sous certaines conditions). L’idée serait la suivante :
- générer de l’électricité via les renouvelables ;
- utiliser cette électricité pour récupérer de l’hydrogène (via l’électrolyse) ;
- stocker l’hydrogène ;
- utiliser ensuite l’hydrogène au moment opportun.
Les avantages et les inconvénients de l’hydrogène vert
Zéro émission à l’usage
La combustion ou l'utilisation de l'hydrogène dans une pile à combustible ne rejette que de la vapeur d'eau.
Rendement énergétique faible
Les pertes d’énergie sont importantes entre la production, le stockage et la reconversion.
Stockable et transportable
Contrairement à l'électricité, l’hydrogène peut être stocké longtemps et transporté là où on en a besoin.
Production encore coûteuse
L’électrolyse alimentée par des énergies renouvelables reste plus chère que les alternatives fossiles.
Polyvalent
Peut être utilisé dans les transports, l'industrie, ou comme soutien au réseau électrique.
Infrastructure à développer
Peu de stations, de réseaux de distribution ou de moyens de production à grande échelle aujourd’hui.
Compatible avec les ENR
Permet de valoriser les surplus d’électricité renouvelable en les transformant en hydrogène.
Consommation d’eau
L’électrolyse utilise de l’eau douce, une ressource qui peut être précieuse selon les régions.
Soutien à la transition énergétique
Offre une solution bas carbone pour des secteurs difficiles à électrifier.
Risque de confusion avec hydrogènes non verts
Sans traçabilité claire, il peut être difficile de distinguer un hydrogène vraiment propre des autres.
Pour rappel, la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre, elle aussi. Mais elle joue seulement un rôle indirect dans la survenue du réchauffement climatique. Ainsi que l'explique le journal Le Monde "la vapeur d’eau ne reste pas très longtemps dans l’atmosphère, une dizaine de jours en moyenne. Elle retombe ensuite sous forme de pluie ou de neige. À l’inverse, le CO2 y reste plusieurs centaines d’années, et le méthane, plus d’une dizaine. Or, c’est l’accumulation de ces gaz dans l’atmosphère qui compte".
L’avenir de l'hydrogène vert
ADEME
Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie
Objet de très fortes ambitions en France, la filière hydrogène vert constitue un axe non négligeable de la stratégie de décarbonation menée au sein de l’Hexagone.
Objectif affiché en 2020 : atteindre 6,5 gigawatts d’hydrogène bas carbone et/ou renouvelable d’ici 2030.
L’intérêt ? Au-delà d’aider la France à réduire le niveau de ses émissions, parvenir à produire de l’hydrogène vert sur notre territoire nous permettrait :
d’accroître
notre indépendance énergétique.
de parer
au problème de l’importation de cet hydrogène (qui implique des défis techniques et technologiques).
d’éviter
de s’accaparer les ressources en eau et électricité d’autres pays.
Mais le chemin de l’hydrogène vert n’est pas un long fleuve tranquille.
Connaissance des Énergies
Média pédagogique sur l'énergie
Les nouveaux objectifs annoncés sont les suivants :
- à horizon 2030, jusqu’à 4,5 GW d’électrolyse pourraient être en fonctionnement en France (contre 6,5 GW dans la stratégie de 2020 ;
- à horizon 2035, une cible de 8 GW de capacité d'électrolyse installée.
Banque des territoires
Direction de la Caisse des dépôts et consignations créée en mai 2018
Faut-il en conclure que l’hydrogène vert n’était qu’une illusion ? Pas forcément. Que l’on a voulu aller plus vite que la musique ? Sans doute.
Le potentiel de l'hydrogène vert est bien réel. En revanche, il est indiscutable que l'exploitation de cette énergie implique des investissements colossaux en termes de recherche et de développement, avant que l'on puisse véritablement exploiter ce type d'hydrogène de façon massive.
Dans ce contexte, il est tout à fait possible que l'hydrogène vert ait un bel avenir devant lui - mais il faudra être patient(e).
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