La problématique de « l’hydrogène vert » (3/3)

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L’hydrogène est un carburant « magique » dont la combustion ne produit que de l’eau, c’est le seul carburant dont la combustion n’émet pas de CO2. C’est en raison de cette propriété que l’hydrogène est actuellement l’objet de toutes les attentions.

Sur terre, l’hydrogène n’existe pratiquement pas sous forme libre à l’état naturel. Il existe principalement sous forme d’hydrocarbures et d’eau qui sont actuellement les deux sources pour produire l’hydrogène.

Dans cette dernière partie nous vous proposons de mieux comprendre les problématiques qui concernent : le stockage de l’hydrogène, à quel coût peut être ainsi produit l’hydrogène vert comparé au coût production de l’hydrogène gris.

 

Comment stocker l’hydrogène vert ?

L’hydrogène est bien plus facilement stockable que cet autre vecteur d’énergie qu’est l’électricité. Comment peut se réaliser un tel stockage ?

Si on utilise un réseau de canalisations à longue distance, ce réseau présente généralement une capacité de stockage importante d’hydrogène puisque la pression maximale la plus commune utilisées dans ces réseaux est de 100 bars. Par un simple jeu de variation de pression dans ces canalisations, on peut ainsi disposer de capacités assez importantes de stockage de ce gaz.

Mais l’industrie de l’hydrogène dispose d’un autre moyen très puissant de stockage que constituent les cavités salines sous terraines. Les cavités salines sont déjà largement utilisées dans le monde pour stocker du gaz naturel ou des hydrocarbures liquides. Mais quatre grandes cavités salines sont déjà actuellement mises en œuvre aux USA [1] et en Grande Bretagne pour stocker de l’hydrogène gazeux. On peut ainsi stocker plusieurs milliers de tonnes d’hydrogène dans une seule cavité saline.

Un schéma se dessine ainsi pour transporter, distribuer et stocker l’hydrogène vert : un réseau de canalisations d’hydrogène connecté à de grandes cavité salines de stockage.

 

A quel coût peut-on produire l’hydrogène vert notamment comparé au coût de l’hydrogène gris ?

La question du coût de production de l’hydrogène vert est bien sur centrale. Actuellement le coût de production de l’hydrogène vert à partir de très grandes installations photovoltaïques peut être estimé en France à 4 à 5 €/kg. Le coût de production de l’hydrogène gris produit à partir de gaz naturel se situe aux environs de 1,5 à 2 €/kg [2].

On voit donc que l’hydrogène vert est encore loin d’être compétitif. C’est ce qui explique les programmes massifs de soutien gouvernementaux aux projets d’hydrogène vert particulièrement dans les grands pays européens pour combler le gap entre les coûts de l’hydrogène vert et celui de l’hydrogène gris. Mais l’équation du calcul de ces coûts est en pleine évolution.

D’une part, l’augmentation considérable du prix du gaz naturel pousse nettement à la hausse le prix de l’hydrogène gris, d’autre part les réglementations, notamment européennes, qui renchérissent progressivement le coût du CO2 émis dans l’atmosphère, vont aussi clairement dans le même sens puisque, rappelons-le, pour une tonne d’hydrogène gris produit, 10 tonnes de CO2 sont émises dans l’atmosphère.

D’autre part, d’autres mécanismes tirent vers le bas le coût de production de l’hydrogène vert. La réduction des coûts de construction des électrolyseurs n’aura que de faibles conséquences sur ce coût global car le montant de l’investissement lié aux électrolyseurs constitue une faible part de l’investissement total d’un grand projet d’hydrogène vert. La réduction des coûts pourrait ainsi provenir essentiellement des améliorations attendues dans la production d’électricité renouvelable en particulier dans le domaine photovoltaïque : réduction du coût de fabrication des panneaux photovoltaïques, augmentation de leur rendement mais surtout installation dans des zones où le foncier est moins cher qu’en France et où l’ensoleillement est beaucoup plus favorable : Espagne, Portugal, Afrique du Nord…

On retombe alors sur la question du transport à longue distance pour amener l’hydrogène en France. Comme on l’a vu plus haut, le transport d’électricité verte est limité pour des raisons économiques à environ 500 km. Ainsi pour amener l’hydrogène en France (ou dans des pays comme le Benelux ou l’Allemagne) à partir des pays cités il faut plutôt penser à de très longues canalisations. Les coûts considérables de ces réseaux de canalisations et leurs contraintes réglementaires et sociétales restent encore à ce jour pas assez approfondies.

En conclusion, avec un coût d’hydrogène vert à la baisse et un coût d’hydrogène gris à la hausse, on peut envisager un croisement de ces deux courbes de coût dans un horizon qu’il serait difficile encore de préciser aujourd’hui compte tenu de la grande complexité du sujet et des nombreuses incertitudes qu’il présente. Mais le jour où le coût de l’hydrogène vert deviendra plus compétitif que celui de l’hydrogène gris, un véritable déferlement de cette technologie est à prévoir sur la planète.

 

Article rédigé par : Xavier DRAGO – Consultant ARCLÈS, expert Hydrogène

 

[1] : Dont une aux USA exploitée par Air Liquide
[2] : Coût début 2022, les changements économiques actuels font probablement varier à la hausse dès maintenant ces chiffres

 

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