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L’hydrogène, énergie incontournable pour la transition énergétique

L’hydrogène, énergie incontournable pour la transition énergétique

Bien que l’on ait tendance à parler de l’hydrogène comme de l’énergie du futur, son usage est en réalité assez ancien dans l’industrie. L’enjeu actuel pour la transition écologique est de décarboner la production d’hydrogène. Des solutions existent, il s’agit aujourd’hui de pouvoir les développer à grande échelle en construisant une filière hydrogène capable d’accélérer l’évolution des usages.

Qu’est-ce que l’hydrogène ?

L’hydrogène est un élément (H2) que l’on retrouve en abondance dans l’univers. Ce gaz invisible et inodore est toutefois rarement présent à l’état pur. Il entre notamment dans la composition de l’eau (H2O). En raison de ses propriétés chimiques, il est très utilisé dans l’industrie (raffinage du pétrole, fabrication d’ammoniac, fabrication de verre…). Mais il possède également des propriétés énergétiques intéressantes.

L’hydrogène peut ainsi être utilisé :

  • pour faire de la chaleur, en l’injectant dans le réseau de gaz, ou directement,

  • comme carburant véhicule, grâce à une pile à combustible produisant de l’électricité,

  • pour stocker et produire de l’électricité qui sera injectée sur le réseau électrique,

  • comme produit chimique pour les raffineries ou la production d’engrais (ammoniaque).

L’hydrogène n’est pas à proprement parler une source d’énergie, c’est un vecteur énergétique qui doit être produit et stocké avant d’être utilisé. Aujourd’hui la méthode la plus courante pour produire de l’hydrogène est le vaporeformage. Cette technique basée sur les énergies fossiles est source d’émissions de gaz à effet de serre. C’est pourquoi différentes solutions sont étudiées pour évoluer vers une production d’hydrogène décarboné : électrolyse de l’eau, pyrogazéification

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Vers le déploiement d’une filière hydrogène

Le déploiement de la filière hydrogène contribue à relever un double défi : accélérer la transition énergétique et renforcer le tissu industriel français. Car la mise au point de solutions hydrogène pour des secteurs difficiles à décarboner va devenir un facteur de compétitivité et de dynamisme économique important pour les territoires.

Le plan hydrogène de Nicolas Hulot, présenté en 2018, a lancé trois grands axes de développement pour l’hydrogène en France :

  • La production d’hydrogène décarboné pour l’industrie

Aujourd’hui en France, l’hydrogène est majoritairement utilisé dans l’industrie. Ce marché est estimé à environ 1 Mt, dont 94% est produit à partir d’énergies fossiles. Cette production émettrice de gaz à effet de serre représente 3% des émissions nationales de CO2. La décarbonation de l’hydrogène industriel est donc logiquement une priorité des politiques françaises sur l’hydrogène.

Ce verdissement de l’industrie doit être permis par le développement à grande échelle de la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau. Un procédé de fabrication 100% renouvelable (eau et électricité) qui permet de produire de l’hydrogène vert.

  • L’hydrogène comme carburant des mobilités lourdes

L’hydrogène comme carburant est pour le moment envisagé principalement pour la mobilité lourde : les transports routiers, ferrés, fluviaux… L’hydrogène peut être utilisé comme vecteur d’énergie dans les piles à combustible pour alimenter des véhicules électriques. Les véhicules lourds ou voitures à hydrogène n’émettent que de la vapeur d’eau, c’est donc une solution pertinente pour la mobilité verte. Des réflexions sont également menées pour produire des carburants de synthèse décarbonés à partir d’hydrogène, type éthanol, par hydrogénation du CO2.

  • Le stockage d’électricité renouvelable sous forme d’hydrogène

L’électrolyse de l’eau est aussi un moyen de valoriser le surplus d’électricité éolienne ou solaire produit. En effet, la production de cette électricité renouvelable est soumise aux événements naturels (soleil, vent) et est donc intermittente. Or l’électricité ne peut pas être stockée sur de longues périodes et en grande quantité. La montée de la part d’électricité renouvelable dans le mix énergétique mondial nécessite donc de développer des solutions pour stocker cette énergie. La production d’hydrogène par électrolyse apparaît comme une solution pertinente pour stocker l’électricité.



6 %

de volume d’hydrogène injectable dans le réseau de gaz (10% en 2030)

40 TWh

de volumes d’hydrogène injecté dans les réseaux d’ici 2050

117 k

tonnes/an d’hydrogène décarboné produites en Europe d’ici 2023

25 M

de tonnes de CO2 évitées en Europe avec l’hydrogène d’ici 2030

Le développement du réseau de transport et stockage d’hydrogène

Chez Teréga, nous avons l’ambition de contribuer au développement de la filière hydrogène sur nos territoires. En tant qu’opérateur d’infrastructures gazières, notre mission est d’adapter notre réseau pour faciliter l’injection de gaz renouvelables, dont l’hydrogène, afin de permettre leur circulation entre les producteurs et les consommateurs à travers la France et l’Europe.

Hydrogène, Teréga et les opérateurs gaziers proactifs

Dans le cadre du Plan Hydrogène de 2018, Teréga a travaillé avec d’autres opérateurs gaziers français sur un rapport commun transmis au Ministre de la Transition écologique et solidaire. Ce rapport présente les conditions techniques et économiques d’intégration de l’hydrogène dans nos infrastructures. Une analyse qui confirme le rôle des infrastructures gazières dans le déploiement de l’énergie hydrogène en France et l’atteinte de la neutralité carbone en 2050.

Lire le Rapport Hydrogène 2019
Rapport H2 2019

L’hydrogène au service des réseaux multi-énergies

En plus de ses atouts énergétiques, l’hydrogène représente une opportunité pour développer les réseaux multi-énergies. Accélérer les synergies entre les réseaux est devenu un enjeu important de la transition énergétique pour :

  •  favoriser un mix-énergétique de plus en plus diversifié avec le développement des énergies renouvelables,

  • améliorer l’efficacité énergétique : 25 à 60% de l’énergie produite est perdue en France.

Le Power to Gas consiste à transformer de l’électricité issue de sources renouvelables (éolien, solaire) en hydrogène par électrolyse de l’eau. L’hydrogène renouvelable ainsi obtenu (parfois appelé hydrogène vert) peut ensuite être :

  • stocké sous forme d’hydrogène,

  • injecté dans le réseau en mélange avec le gaz naturel,

  • converti en méthane de synthèse par méthanation, en le combinant à du CO2 ,

  • utilisé pour produire de l’électricité.

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Électrolyseur sur le site du projet Jupiter 1000.

Chez Teréga, nous sommes persuadés que la transition énergétique passe par le multi-énergies. C’est pourquoi nous avons participé, aux côtés de GRTgaz, à la construction du premier démonstrateur industriel français de Power to Gas : Jupiter 1000.

Pour aller plus loin, nous avons aussi lancé le projet IMPULSE 2025, un démonstrateur qui nous permet d’imaginer et de construire un système multi-énergies intelligent qui sera mis en service à l’horizon 2025.