La filière dihydrogène : l’avenir des énergies fossiles

Une nouvelle logique énergétique se met-elle en place ?

Le monde que nous connaissons a été construit autour de l’exploitation et de la distribution d’énergies fossiles comme le gaz ou le pétrole. Cette logique a commencé à se mettre en place dans les années 1920-1930 avec l’exploitation des premiers gisements par les compagnies pétrolières occidentales. Le pétrole a deux caractéristiques :

• il est présent sur Terre en quantité limitée
• sa combustion produit du CO₂, gaz libéré dans l’atmosphère et impliqué dans le changement climatique

Pour ces deux raisons, et afin de permettre à notre société de disposer de l’énergie nécessaire à son bon fonctionnement, il est nécessaire d’entrer dans la « troisième révolution industrielle » et de mettre en place des technologies de substitution pour préparer l’après pétrole.

Ces solutions technologiques sont basées sur :

• la production d’une électricité verte d’origine renouvelable (solaire, éolienne, hydraulique, etc.)
• la transformation, le stockage et la distribution de cette électricité sous forme de dihydrogène (H₂)

L’énergie du monde d’après doit être abondante et propre. Mais pour cela, il va nous falloir relever quelques défis.

Quel est le rôle du dihydrogène dans le mix énergétique ?

Sur notre planète, l’énergie est abondante. On la trouve dans la puissance du vent, dans la force des vagues, dans les rayons du soleil et au cœur de la matière. L’énergie ne manque pas, elle circule et change de forme sans cesse. Notre difficulté n’est donc pas de créer de l’énergie, mais de domestiquer l’énergie naturelle, pour lui donner une forme pratique à utiliser. Cette forme, c’est l’électricité.

Nous disposons aujourd’hui de technologies qui permettent de produire de l’électricité à partir du vent, de la marée, de la gravité, du soleil, de la chaleur ou de la matière. Produire de l’électricité est une chose, mais la déplacer et la stocker en est une autre. L’électricité est capricieuse. Son transport est délicat, peu performant, et son stockage en batterie, difficile et polluant. Il a fallu trouver un moyen simple, fiable et efficace de transformer l’énergie électrique pour faciliter son transport, améliorer son rendement, et sécuriser son stockage. Ce moyen passe par l’utilisation de dihydrogène. Gaz facile à produire, facile à transporter et dont la réaction naturelle avec le dioxygène de l’air est non polluante, puisqu’elle produit de l’énergie immédiatement utilisable et de la vapeur d’eau.

Comment fonctionne le dihydrogène pour stocker de l’énergie ?

Le dihydrogène (H₂) est un gaz simple, composé de deux atomes d’hydrogène. Ce gaz réagit naturellement avec le dioxygène de l’air (O₂) pour produire de l’eau. En utilisant la technologie de l’hydrolyse de l’eau, il est possible à l’aide d’électricité, d’inverser la réaction précédente pour produire du H₂. Ce procédé revient à transformer l’énergie électrique consommée par la réaction d’hydrolyse en énergie chimique stockée à l’intérieur de la molécule de dihydrogène.

Il ne reste plus ensuite qu’à transporter et stocker le dihydrogène comme nous savons le faire avec n’importe quel gaz, jusqu’au lieu de consommation. Une fois relâché, le dihydrogène réagit avec le dioxygène de l’air pour libérer une énergie propre utilisable dans l’industrie, ou pour déplacer des véhicules. L’avantage d’un tel procédé c’est qu’au terme de la réaction, l’eau initialement utilisée pour produire le dihydrogène est relarguée dans l’atmosphère pour réintégrer le cycle naturel de l’eau.

Au-delà de permettre un transport efficace de l’énergie, le dihydrogène possède un autre atout. Il permet de produire du méthane de synthèse. Les gisements naturels de méthane sont aujourd’hui exploités partout dans le monde pour produire de l’énergie. Mais comme le pétrole, ces gisements sont limités et le pic gazier est, selon les sources, prévu d’ici 2030 à 2045. Avec le méthane de synthèse, il devient alors possible de penser une économie circulaire du méthane basée sur l’utilisation du dihydrogène vert, la valorisation des rejets industriels de CO₂ et de la récupération du CO₂ atmosphérique.

Quelles infrastructures pour la filière hydrogène ?

Si le procédé de transport d’énergie sous forme de dihydrogène fonctionne, son déploiement à l’échelle d’un pays entier, d’un continent ou d’une civilisation va nécessiter de relever de considérables défis :

• construire des infrastructures de production de dihydrogène
• construire des réseaux de distribution de dihydrogène

C’est pourquoi l’ensemble des acteurs français de la filière hydrogène se sont réunis au sein de l’Afhypac (Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible) afin de développer des solutions alternatives à l’utilisation des énergies fossiles, et ainsi créer une filière d’énergie propre.