L’hydrogène est souvent présenté comme une solution miracle pour décarboner l’économie et accélérer la transition énergétique. En effet, lorsqu’il est utilisé comme source d’énergie, il ne produit que de l’eau, ce qui en fait un candidat idéal pour remplacer les combustibles fossiles dans de nombreux secteurs, tels que les transports, l’industrie et le stockage d’énergie. Cependant, malgré son potentiel, l’hydrogène n’est pas sans limites. Ces défis techniques, économiques et environnementaux doivent être pris en compte pour évaluer son rôle réel dans la transition énergétique.
1. La production d’hydrogène : un enjeu environnemental majeur
L’hydrogène n’existe pas à l’état pur dans la nature et doit être produit à partir d’autres sources. Actuellement, environ 95 % de l’hydrogène produit dans le monde est issu de procédés fortement émetteurs de CO2, comme le vaporeformage du méthane, qui utilise des combustibles fossiles. Ce type d’hydrogène, dit « gris », est loin d’être écologique.
L’hydrogène « vert », produit par électrolyse de l’eau en utilisant de l’électricité renouvelable, est une alternative propre. Cependant, cette méthode est encore coûteuse et énergivore. La production d’hydrogène vert nécessite des quantités importantes d’électricité renouvelable, qui pourraient autrement être utilisées directement pour décarboner le réseau électrique. De plus, l’infrastructure nécessaire pour produire de l’hydrogène vert à grande échelle reste insuffisante.
2. Le stockage et le transport : des défis techniques complexes
L’hydrogène est une molécule très légère et volatile, ce qui rend son stockage et son transport complexes. Il doit être soit comprimé à haute pression, soit liquéfié à des températures extrêmement basses (-253°C), deux procédés qui consomment beaucoup d’énergie. De plus, l’hydrogène peut provoquer une fragilisation des métaux, ce qui pose des problèmes de sécurité et de durabilité des infrastructures.
Le transport de l’hydrogène sur de longues distances est également un défi. Les pipelines existants ne sont pas toujours adaptés, et la construction de nouveaux réseaux dédiés représente un investissement considérable. Les solutions alternatives, comme le transport sous forme d’ammoniac ou de liquides organiques porteurs d’hydrogène (LOHC), sont encore en phase de développement.
3. L’efficacité énergétique : un rendement global faible
L’hydrogène souffre d’un rendement énergétique global relativement faible. Lorsqu’il est produit par électrolyse, une partie importante de l’énergie est perdue lors de la conversion de l’électricité en hydrogène. Ensuite, lorsque l’hydrogène est utilisé dans une pile à combustible pour produire de l’électricité, des pertes supplémentaires se produisent. Au final, le rendement global du cycle « électricité renouvelable → hydrogène → électricité » est souvent inférieur à 30 %, ce qui est bien moins efficace que l’utilisation directe de l’électricité renouvelable.
4. Les coûts élevés : un frein à la compétitivité
Actuellement, l’hydrogène vert est beaucoup plus cher que l’hydrogène gris ou que les combustibles fossiles. Les coûts de production, de stockage et de transport restent prohibitifs pour de nombreuses applications. Bien que les prix devraient baisser avec les progrès technologiques et les économies d’échelle, il est peu probable que l’hydrogène devienne compétitif à court ou moyen terme sans subventions massives ou réglementations strictes sur les émissions de carbone.
5. Les applications limitées : pas une solution universelle
L’hydrogène est souvent présenté comme une solution pour décarboner des secteurs difficiles à électrifier directement, comme l’aviation, le transport maritime ou certaines industries lourdes. Cependant, son utilisation dans d’autres secteurs, comme les véhicules légers ou le chauffage résidentiel, est moins justifiée. Dans ces cas, l’électrification directe est généralement plus efficace et moins coûteuse.
De plus, l’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire, mais un vecteur énergétique. Cela signifie qu’il doit être produit à partir d’autres sources d’énergie, ce qui limite son rôle dans la transition énergétique.