L'hydrogène vert, l’énergie renouvelable venue du Grand Nord
La région arctique, qui subit quatre fois plus que le reste du monde le réchauffement climatique, est aussi celle où la recherche sur les énergies renouvelables est la plus avancée. Parmi ces énergies, l’hydrogène vert, un vecteur énergétique produit à partir d’eau et d’électricité propre, dont les applications sont nombreuses dans l’industrie ou comme carburant.
Publié le : Modifié le :
« L’hydrogène vert est à la fois l’énergie et le vecteur le plus propre existant pour stocker de l’électricité. » Les mots de Mikaa Mered, professeur de géopolitique des mondes polaires à l'ILERI, ont de quoi éveiller la curiosité. Le Français était invité à Shanghai cette semaine pour présenter le potentiel de l’hydrogène vert, lors du symposium scientifique qui précède l’Arctic Circle 2019. Car c’est du Grand Nord que vient cette technologie. « Sa consommation pour alimenter un moteur de voiture n’induit aucun rejet de gaz à effet de serre, assure-t-il, et son stockage ne nécessite pas les mêmes matériaux rares que les batteries classiques, dont la production est extrêmement polluante. » De fait, un véhicule roulant à l’hydrogène ne rejette que de la vapeur d’eau.
Le principe est simple : on sépare en deux les molécules d’eau en y faisant passer un courant électrique. On appelle cela l’électrolyse. On obtient alors d’un côté de l’oxygène (O); et de l’autre, du dihydrogène, abrégé en « hydrogène » (H2). C’est ce deuxième élément qui servira de source d’énergie à l’arrivée. Si l’électricité utilisée est issue de ressources renouvelables, on parle alors d’« hydrogène vert ». Produire de l’hydrogène à partir d’une électricité de source géothermique ou hydroélectrique revient donc à produire ce que les scientifiques appellent un « vecteur énergétique stockable et exportable », mais de manière décarbonée. Une énergie absolument propre.
Les énergies vertes à l’honneur au Conseil de l’Arctique
Pour produire de l’hydrogène vert, il faut donc avant toute chose produire de l’électricité renouvelable. Réellement renouvelable, comme l’hydroélectrique ou le géothermique. L’éolien ou le solaire, par exemple, nécessitent des terres rares et ne produisent donc pas une énergie totalement propre. Dans ce domaine, la région arctique tout entière est à l’avant-garde. En 2013 déjà, 96 % de la production électrique de la Norvège était hydroélectrique tandis qu’au Groenland, le gouvernement consacre chaque année 1 % de son PIB (produit intérieur brut) au développement de l’hydroélectricité.
Un enjeu écologique, mais aussi d’indépendance économique et politique. En Islande, par exemple, le pétrole raffiné représentait 9% des importations en 2017, soit 679 millions de dollars. Rien d’étonnant à ce que les énergies renouvelables se soient retrouvées au menu du grand rendez-vous bisannuel du Conseil de l’Arctique, mardi 7 mai à Rovaniemi, en Laponie finlandaise. L’occasion d’adouber les travaux scientifiques effectués en la matière par les différents groupes de travail de ce forum de coopération sur les deux ans écoulés. La Finlande, l’un des huit États membres de l’organisation régionale, y a cédé la présidence tournante à l’Islande, qui ne manque pas d’ambition sur le sujet.
Le ministre islandais des Affaires étrangères, Guðlaugur Þór Þórðarson, a d’ailleurs rappelé lors du rendez-vous de Rovaniemi la volonté de son pays de faire des énergies renouvelables l’une des priorités de son mandat à la tête du Conseil de l’Arctique. « Le passage imminent des sources d'énergie des combustibles fossiles aux énergies renouvelables sera capital, estime-t-il, à la fois pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et pour améliorer la qualité de l'air dans les communautés arctiques. » Et de poursuivre : « l’Islande souhaite continuer à rechercher des solutions pratiques en matière d’énergie verte ».
La présidence de l’Islande ouvre ainsi une grande voie aux carburants écolo, explique Bjørn Simonsen, ancien ingénieur de recherche devenu vice-président des relations investisseurs chez Nel Hydrogen, une multinationale norvégienne spécialisée dans la production de cette source d’énergie. « La base de l’hydrogène vert, martèle-t-il, ce sont les énergies renouvelables. Donc plus on développe les énergies renouvelables, mieux c’est pour nous. »
Hydroélectricité ou géothermie, deux sources d’énergie primaires disponibles en abondance
Quid du modèle économique ? Pour l’instant, le processus industriel le moins cher pour produire de l’hydrogène est le reformage d'hydrocarbures. 96 % de la production actuelle d’hydrogène l’est donc à partir d’énergies fossiles. Mais la situation devrait évoluer dans les prochaines années : selon une étude publiée par Morgan Stanley le 22 juillet 2018, « avec l’augmentation de la demande en énergies renouvelables et la baisse du prix de ces énergies, le coût de la production d’hydrogène pourrait baisser de 70% d’ici 2030. » La banque américaine estime ainsi que le marché de l’hydrogène pourrait générer un revenu annuel de 2 500 milliards de dollars en 2050, contre 130 milliards en 2017.
Les sources d’énergies renouvelables ne manquent pas dans le Grand Nord. La région est abondamment pourvue en potentiel hydroélectrique, en particulier dans l’Arctique russe, au Canada et en Norvège, tandis que la péninsule du Kamchatka et l’Islande sont dotées de sources géothermiques considérables. Des industriels norvégiens se sont déjà implantés en Islande pour bâtir des modèles intégrés Power-to-Hydrogen et Power-to-Hydrogen-to-Power à partir de la géothermie, comme ils le font déjà en Norvège à partir de l’hydroélectricité, rappelle le chercheur Mikaa Mered.
Il ne tient qu’aux États plus méridionaux de suivre ce mouvement venu du froid. « Dans tous les pays développés, on reconnaît désormais que l’hydrogène est essentiel pour faire la transition vers une société plus durable », veut croire Anders Ødegård, chef de projet à SINTEF, un organisme de recherche indépendant.
Les leaders énergétiques commencent à se pencher sur la question
Une limite peut encore freiner le développement de cette technologie : son potentiel explosif. L’hydrogène est une énergie extrêmement délicate à produire et à manipuler. Il faut donc parvenir à concevoir des chaînes d’approvisionnement sécurisées extrêmement rigoureuses. Pour remplir cette exigence, des programmes de recherche ont été lancés au début des années 2000 en Islande et en Norvège, mais aussi au Québec, en Asie et en Europe.
« Les fortunes ont pu être diverses, voire initialement décourageantes à la fin des années 1990 et début des années 2000, concède Mikaa Mered. Shell avait alors abandonné son projet pilote en Islande. Mais les modèles développés aujourd’hui par Nel en Norvège ou Hydrogenics au Canada sont désormais suffisamment aboutis et efficaces pour entrer en phase d’industrialisation. »
L’industrie commence à attirer des leaders énergétiques, comme le Français Engie ou le Norvégien Equinor, et à faire l’objet d’initiatives au niveau européen. Citons en vrac le Fchju, un partenariat public-privé soutenu par la Commission européenne, ou encore l’Hydrogen Council, un groupe d’une trentaine de grandes entreprises porté par Air Liquide et rassemblant notamment EDF, Toyota, Shell et Airbus. Quant à l’organisme Sintef, il a commencé à développer avec l’Union européenne le projet Refhyne, un électrolyseur de 10 MW qui sera installé dans une raffinerie Shell, et dont la construction devrait démarrer l’année prochaine.
« En ce qui concerne son application comme carburant, l’hydrogène en est à ses balbutiements », reconnaît Bjørn Simonsen. En cause : le prix pour le consommateur, et le faible maillage de stations-service. Mais les débuts sont prometteurs : dès 2014, le Japonais Toyota est devenu le premier constructeur automobile à produire en masse des véhicules à hydrogène avec le modèle Mirai. Et si le parc est encore restreint aujourd’hui, on peut désormais faire le plein d’hydrogène dans certaines villes du Japon, en Islande… et même à Paris.
NewsletterRecevez toute l'actualité internationale directement dans votre boite mail
Je m'abonne