Optez pour l’hydrogène renouvelable et bas carbone

Vecteur énergétique à fort potentiel, l'hydrogène ouvre la voie à de nombreuses possibilités pour décarboner les secteurs industriels et le transport.

Sommaire

Comprendre l’hydrogène renouvelable et bas carbone

L’hydrogène ne constitue pas une énergie primaire au même titre que le vent, le charbon ou le pétrole. C’est un vecteur d’énergie comme l’électricité et pour le produire, il est nécessaire d’extraire les atomes d'hydrogène des ressources qui en contiennent (l’eau, les hydrocarbures, la biomasse). Ainsi, ce sont les procédés mis en œuvre pour l’extraction de l’hydrogène qui déterminent son empreinte environnementale.

  • L'hydrogène carboné (parfois appelé hydrogène gris) est fabriqué par vaporeformage de gaz naturel sans captage ni stockage du CO2 ou encore par électrolyse alimentée par une électricité carbonée. L’usage de l’hydrogène carboné est associé à d'importantes émissions de gaz à effet de serre en amont, accentuant ainsi le changement climatique.
  • L'hydrogène renouvelable (parfois appelé hydrogène vert) peut être produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité provenant de sources d’énergie renouvelable (solaire, éolienne, hydraulique…).
  • L'hydrogène bas carbone est, en France, actuellement produit par électrolyse de l'eau à partir de l'électricité issue du réseau électrique français qui comporte une part importante d'électricité nucléaire.

L’hydrogène renouvelable et bas carbone offre la possibilité de décarboner certains secteurs pour lesquels la réduction des émissions de CO2 s'avère difficile : transport et mobilité lourde, chimie, raffinage ou sidérurgie. Cela est particulièrement vrai lorsque l'électrification directe des usages n'est pas possible.

La poursuite du développement des sources renouvelables électriques (éolien, photovoltaïque, hydraulique) permet de réduire le coût de production de l’hydrogène encore trop élevé. En parallèle, l’industrialisation de la fabrication des équipements favorise une baisse des coûts.

De l'hydrogène carboné à l'hydrogène renouvelable et bas carbone

L’hydrogène est historiquement utilisé dans l'industrie (raffinage, chimie). Il est produit à partir de ressources carbonées comme le gaz naturel. L’enjeu est de décarboner ces usages.

Schéma sur l'hydrogène produit à partir de ressources carbonées en France (transcription détaillée ci-dessous)

Lire la transcription textuelle de l'infographie « L’hydrogène produit à partir de ressources carbonées en France »

L’hydrogène produit à partir de ressources carbonées en France

  1. Approvisionnement en gaz naturel.
  2. Production d'hydrogène par vaporeformeur.
  3. Usage de l'hydrogène : industrie lourde.

Dans une démarche de transition écologique, l’hydrogène renouvelable et bas carbone joue un rôle pour décarboner les usages dans le transport et l’industrie. Il est produit à partir d’électricité renouvelable et d’eau.

Schéma simplifié des étapes de fabrication de l'hydrogène (transcription détaillée ci-dessous)

Lire la transcription textuelle de l'infographie « L’hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable et d’eau »

L’hydrogène produit à partir d’électricité renouvelable et d’eau

  1. Électricité issue d'énergies renouvelables et bas carbone.
  2. Production d'hydrogène par électrolyse de l'eau.
  3. Usages de l'hydrogène : mobilités lourdes et industrie.

Relever le défi de la production et de l'utilisation de l'hydrogène

Les usages de l'hydrogène dans l'industrie

Les principaux usages actuels de l’hydrogène sont :

  • le raffinage des carburants, pour leur désulfurisation
  • la production d’engrais azotés (l’hydrogène sert alors à synthétiser l’ammoniac)

L'ensemble des usages industriels représentent environ 780 000 tonnes d’hydrogène par an et mobilisent essentiellement des ressources fossiles entraînant l'émission de 8,7 millions de tonnes de CO2 par an.

L’objectif est donc de développer l’utilisation de l’hydrogène renouvelable et bas carbone pour réduire l'impact environnemental de ces usages. Cette démarche s’appuie sur l’industrialisation et le déploiement de moyens de production par électrolyse.

Dans l'industrie, l'hydrogène renouvelable et bas carbone se présente également comme une solution de décarbonation de différents procédés : production d'acier, production de méthanol et fours à haute température (verrerie, tuiles et briques).

Les usages de l'hydrogène dans la mobilité lourde

La solution hydrogène renouvelable et bas carbone s’avère également pertinente lorsqu’elle est utilisée pour la mobilité lourde :

  • transport collectif de personnes : bus, autocars, trains et bateaux
  • transport de marchandises : camions, véhicules utilitaires et fret

L’hydrogène répond aux besoins exigeants des véhicules lourds : poids, encombrement et temps de recharge. Les véhicules hydrogène répondent en partie aux évolutions réglementaires (ZFE, abandon des motorisations essence / diesel, etc.).

Produire de l’hydrogène par électrolyse

Produire de l’hydrogène par électrolyse consiste à dissocier les molécules d'eau (H2O) en dioxygène (O2) et dihydrogène (H2) grâce à un courant électrique. Les émissions de CO2 de la production d'hydrogène par électrolyse proviennent principalement de la production d'électricité en amont. Si l’électricité utilisée est d’origine renouvelable, l’hydrogène produit peut être qualifié de renouvelable.

En France, l'électrolyse de l'eau émet au maximum 2,77 kgCO2/kgH2 sur l'ensemble du cycle de vie, soit 4 fois moins que le procédé de vaporeformage de gaz naturel.

Impact carbone pour la production d’un kg d’hydrogène en France (transcription détaillée ci-dessous)

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Impact carbone pour la production d’un kg d’hydrogène en France

Les données ci-dessous correspondent au nombre de kilogrammes de dioxyde de carbone (CO2) nécessaires pour fournir un kilogramme d'hydrogène (H2).

  • électrolyse avec électricité hydraulique : 0,45
  • électrolyse avec électricité éolienne : 0,7
  • électrolyse avec électricité photovoltaïque : 2,58
  • électrolyse avec électricité du mix réseau français : 2,77
  • vaporeformage gaz naturel : 11,1

Le développement de l’hydrogène électrolytique nécessite la mise en place d’une logistique adaptée aux besoins et aux territoires. Dans certains cas, une infrastructure de transport ainsi que des capacités de stockage peuvent être nécessaires.

Les objectifs de la stratégie nationale pour l'Hydrogène

6,5 GW d'électrolyseurs à installer en développant une filière équipementière française. Source :

6 millions de tonnes de CO2 évitées en convertissant des usages industriels carbonés et en développant des véhicules lourds et à usages intensifs. Source :

50 000 à 150 000 nouveaux emplois, directs ou indirects. Source :

Les services ADEME en région

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Financer vote projet d'hydrogène renouvelable et bas carbone

Études d'opportunité et de faisabilité du déploiement de l'hydrogène sur un territoire

Ce dispositif a pour but d'initier ou d'approfondir la réflexion sur les besoins d’hydrogène en réalisant les études préalables en amont des décisions d'investissement dans des usages et infrastructures hydrogène.

Appel à projets Briques technologiques et démonstrateurs hydrogène

Cet appel à projets a pour objectif de soutenir les travaux d’innovation visant à développer ou améliorer les composants et systèmes liés à la production, au transport d’hydrogène et à ses usages.

Appel à projet Écosystème territoriaux hydrogène - EcosysH₂

Cet appel à projet vise à soutenir le déploiement d’infrastructures de production, de distribution et d’usages d’hydrogène renouvelable ou bas carbone afin de contribuer au développement de la filière ainsi qu’à la décarbonation de l’industrie et des activités de transport.

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Retours d'expérience : ils sont passés à l'hydrogène renouvelable bas carbone

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Les projets hydrogène en France

Carte de France métropolitaine, de Guyane et de Réunion des projets hydrogène soutenus par l'ADEME (transcription détaillée ci-dessous)

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Découvrez tous les projets Hydrogène soutenus par l'ADEME

L'infographie « Les projets hydrogène en France » représente la carte de France, sur laquelle sont placés les 46 projets hydrogène soutenus par l’ADEME :

  • 2020 HYPE 600 à Villepinte en Île-de-France
  • APAG-HY à Grand-Santi en Guyane
  • AuxR_H2 à Auxerre en Bourgogne-Franche-Comté
  • Auxr_HubH2 à Auxerre en Bourgogne-Franche-Comté
  • CannesLérins H2 à Cannes en Provence-Alpes-Côte d'Azur
  • DBeaut’Hy Truck en Île-de-France
  • DépHy2A à Ajaccio en Corse
  • DépHy2B à Bastia en Corse
  • DMS Energhy à Dijon en Bourgogne-Franche-Comté
  • DMSE 2 à Dijon en Bourgogne-Franche-Comté
  • Extension CannesLérins H2 à Cannes en Provence-Alpes-Côte d'Azur
  • FEBUS à Pau en Nouvelle-Aquitaine
  • H2 OUEST en Vendée et au Mans dans les Pays de la Loire
  • H2 Seine Vitry à Vitry-Sur-Seine en Île-de-France
  • H2 SMTAG à Lens dans les Hauts-de-France
  • H24FP en Île-de-France
  • H24byHype en Île-de-France
  • H2IdF à Paris en Île-de-France
  • H2NFC à Danjoutin en Bourgogne-Franche-Comté
  • H2NFC PH2 à Danjoutin en Bourgogne-Franche-Comté
  • H2PRO en Île-de-France et en Auvergne-Rhône-Alpes
  • H2V CORSTYRENE à Aleria en Corse
  • Hy'Touraine en Indre-et-Loire
  • HYBER à Châteauroux en Centre-Val de Loire
  • HYAMMED en métropole d’Aix-Marseille en Provence-Alpes-Côte d'Azur
  • HYGI à Petit Bourg en Guadeloupe
  • HyGO Vannes à Vannes en Bretagne
  • HYNOMED à Toulon et à Signes dans le Var
  • HYNOVAR dans le Var
  • HYPORT à Toulouse en Occitanie
  • HYVOO à Port-La Nouvelle en Occitanie
  • LAST MILE IDF à Paris en Île-de-France
  • LH2 au Havre en Normandie
  • LHYMO à Limoges en Nouvelle-Aquitaine
  • LUZO à La Rochelle en Nouvelle-Aquitaine
  • Ma'Hyage à Tremblay-en-France (Île-de-France), à Saran/Métropole d’Orléans (Centre-Val de Loire) et à Mios (Nouvelle-Aquitaine)
  • MAFATE-AURERE dans le Cirque de Mafate à La Réunion
  • R'HySE dans les Bouches-du-Rhône
  • RVH2 à Rouen en Normandie
  • SHYMED à Dunkerque dans Hauts-de-France
  • TES à Magny en Bourgogne-Franche-Comté
  • TETHYS à Lyon en Auvergne-Rhône-Alpes
  • Vallée Sud H2 à Fontenay-aux-roses en Île-de-France
  • VHYGO phase 2 dans le Morbihan en Bretagne
  • ZEV en Auvergne-Rhône-Alpes
  • ZEV II en Auvergne-Rhône-Alpes

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