Comprendre les différentes couleurs de l’hydrogène !

Selon la méthode de production utilisée, l’hydrogène est plus ou moins impactant pour l’environnement. Aujourd’hui, 96 % des 75 millions de tonnes d’hydrogène produites dans le monde le sont à partir d’hydrocarbures, ce qui entraine en parallèle un important dégagement de CO2 (+ de 500 millions de T / an dans le monde).

Mais des techniques nettement moins impactantes, dont l’électrolyse de l’eau, sont aujourd’hui matures. Elles permettent, selon les sources d’électricité utilisées, d’atteindre un hydrogène renouvelable ; ce qui est l’objectif de tous les plans de développement de l’hydrogène aujourd’hui.

Pour ajouter de la précision à cette palette de couleurs, l’ordonnance n° 2021-167 du 17 février 2021 relative à l’hydrogène précise en termes plus scientifiques les caractéristiques des différents types d’hydrogène, dans l’objectif de les classer en terme d’impacts environnementaux et d’assurer une traçabilité de l’hydrogène vert.

3 catégories sont ainsi distinguées :

• H2 « renouvelable » (antérieurement dit vert) : Il est produit par électrolyse de l’eau avec de l’électricité issue d’énergie renouvelable (hydraulique, éolienne, solaire). Il peut aussi être produit par pyrogazéification ou thermolyse de biomasse. Dans tous les cas, il doit respecter un seuil d’émissions polluantes (exprimé en Kg équivalent CO2 par Kg H2 produit).

• H2 « bas carbone » (antérieurement dit bleu ou jaune) : Il peut être produit par électrolyse de l’eau, mais avec une électricité d’origine nucléaire (ex H2 jaune). Il peut aussi provenir de ressources fossiles, à condition que le CO2 émis soit capté puis réutilisé ou stocké (ex H2 bleu). Certains pays engagent des investissements importants dans ce sens pour faire évoluer leurs unités de production d’hydrogène actuelles.Dans ce cas également, le procédé de production doit respecter le même seuil d’émissions polluantes que le H2 renouvelable (exprimé en Kg équivalent CO2 par Kg H2 produit).

• H2 « carboné » (antérieurement dit gris): il est  produit à partir de ressources fossiles : hydrocarbures liquides (18), charbon (29%) ou  gaz naturel (49%). Il peut aussi être produit par électrolyse avec de l’électricité issue d’une centrale à charbon, ou à partir de biomasse ou biogaz dont les intrants ont une empreinte carbone importante. H2 gris produit par vaporéformage d’hydrocarbures dégage 18 Tde CO2 par T d’H2. Il a donc un impact très défavorable sur les émissions de gaz à effet de serre. H2 gris est aujourd’hui produit à bas coût : environ 1,5 € /kg en sortie d’unité de production.

Enjeu d’une production d’H₂ « vert »

• Les technologies de production d’hydrogène renouvelable existent industriellement. Mais, pour l’instant, elles sont insuffisamment déployées pour faire baisser les coûts de façon compétitive par rapport à l’hydrogène carboné.
• Les enjeux sont d’ordre technique (améliorations des performances des procédés et des équipements), et économique (effet de taille et de nombre des installations).
• La filière H2 française affirme des objectifs de production de 680 000 T H2/an renouvelable ou bas carbone d’ici 2030 (scénario Ambition 2030) à 1 090 000 T/an (scénario Ambition+ 2030). Pour mémoire, la production totale d’hydrogène en France est aujourd’hui de 900 000 T /an (quasi exclusivement de nature carbonée) – Source : France Hydrogène.