L’hydrogène, énergie incontournable pour la transition énergétique

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…

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.

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.

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.

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.

Teréga a rejoint l’alliance européenne pour le stockage d’hydrogène H2eart for Europe, chargée d’accélérer le déploiement du stockage souterrain d’hydrogène, essentiel à la flexibilité de l’approvisionnement.

Teréga est également partenaire du projet de corridor d’hydrogène vert H2med, qui reliera la péninsule ibérique à l’Europe centrale, avec une capacité de transport de 2 millions de tonnes par an. Le projet a été sélectionné par la Commission européenne dans le cadre de la 6e liste des projets d’intérêt commun prioritaires.

Parallèlement, Teréga mène le projet Hydrogen South West Corridor of France (HySoW), une infrastructure de 600 km de canalisations intégrée au réseau européen, pouvant transporter 16 TWh/an d’hydrogène décarboné à travers le sud-ouest en interconnectant les grands pôles industriels et de mobilité, levier de la décarbonation et de la réindustrialisation du territoire. Grâce à ses capacités de stockage en cavités salines en Nouvelle-Aquitaine (500 GWh en 2030), développées en association avec le groupe Salins du midi, ce projet offrira une flexibilité précieuse pour la sécurité d’approvisionnement.