Dossier : L’hydrogène, un vecteur d’énergie

3 contenus dans ce dossier

Je maîtrise
Imprimer

Décryptages

Comment fabriquer l’hydrogène ?

L’hydrogène est l'élément chimique le plus abondant dans l'univers. On le trouve dans la composition du Soleil, des étoiles, des planètes gazeuses. Sur notre planète, on a noté quelques émanations d’hydrogène naturel, mais non exploitables en quantités significatives et à des coûts compétitifs. Pour l’utiliser, il faut donc l’isoler.

Unité de production d'hydrogène par vaporeformage à la raffinerie de Jubail, en Arabie saoudite. © Labelle Michel / TOTAL

Sur Terre, l'hydrogèneL'hydrogène est l'atome le plus simple et le plus léger. C'est l'élément de très loin le plus abondant de l’univers. est associé dans la nature à beaucoup d'autres éléments : surtout à du carbone pour former le méthane (CH4) et à de l’oxygène pour constituer l’eau (H2O). Pour obtenir de l'hydrogène pur pour les besoins industriels, il convient donc de le séparer des éléments chimiques auxquels il est lié.

On peut produire de l’hydrogène par électrolyse à partir de l’électricité renouvelable

Les sources de fabrication

Aujourd'hui, 95 % de l'hydrogène est fabriqué à partir de sources d'énergies fossiles (gaz naturel, pétrolePétrole non raffiné.) et de bois. Il existe actuellement trois types de procédés de production :

La technique par électrolyse ne représente aujourd’hui en France que 1 % de l’hydrogène produit. Mais le développement des nouveaux usages de l’hydrogène-énergie, qui nécessitent un hydrogène plus pur, ouvre de vastes perspectives à cette technique. Des recherches sont menées pour diminuer le coût de production, notamment en recourant à une électrolyse à haute température (EHT), entre 700 et 800 °C.

Produire un hydrogène « propre »

Pour que le nouveau vecteur énergétique que pourrait constituer l’hydrogène se range du côté des « énergies vertes », c’est-à-dire faiblement émettrices de gaz à effet de serrePhénomène naturel permettant un accroissement de la température de l'atmosphère d'une planète grâce à la présence de certains gaz..., il est essentiel que sa production soit la plus « propre » possible.

Le reformage peut certes être faiblement émetteur de gaz à effet de serre si on le couple à des procédés de capture et de stockage du CO2. Le coût s’en trouve bien sûr fortement augmenté.

La gazéification est un autre moyen car elle concerne toute la filière biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... solide, c'est-à-dire les nombreuses matières organiques qui peuvent être brûlées pour dégager du biogazLe biogaz est l'un des produits de la méthanisation (digestion anaérobie) de déchets d’origine biologique.... Si le bois (via le charbon de bois) est le principal concerné, des déchets végétaux, comme la paille, peuvent donner satisfaction. En reconstituant la biomasse au fur et à mesure, on obtient un bilan faible en termes d'émissions de CO2.

Quant à l’électrolyse, elle conduit aussi à un hydrogène propre si l’on utilise de l’électricité « verte ». Mais pour surmonter la question de la compétitivité, il faut pouvoir disposer de grandes quantités d’électricité, tout au long de l’année, à des prix très bas. Des prototypes sont à l’étude, notamment en Allemagne, pour utiliser les pics de production intermittents de l’éolien et du solaire. Mais la question du coût de cette production électrolytique reste pour l’instant un obstacle.  

95 % de l'hydrogène est fabriqué aujourd’hui à partir d'énergies fossiles

D'autres procédés de production d’hydrogène sont également à l'étude2 :

Sources :

(1) Ethesis

(2) CEA