Impact climatique de l'hydrogène

« Impact climatique de l'hydrogène « bleu», décarboner l'hydrogène en France : est-ce possible avec l'outil de production actuel ? »

Dans un contexte de transition énergétique et de montée en puissance du vecteur hydrogène, son principal mode de production actuel à partir de gaz naturel est amené à évoluer afin de suivre une réduction ambitieuse des émissions de gaz à effet de serre, que ce soit pour des applications actuelles ou futures du vecteur. Habituellement considéré comme « bas carbone », l'hydrogène bleu a depuis mi-2021 fait l'objet de plusieurs publications alertant sur le bilan complet des gaz à effet de serre (GES) émis directement et indirectement par sa production. Ainsi, cet avis vise à proposer une modélisation de bilan GES basée sur différentes voies de production d'hydrogène bleu possibles en France et de discuter de l'adéquation entre le développement de ce type d'installations et l'atteinte des objectifs de réduction des émissions.

L'hydrogène dit « bleu » rassemble divers modes de production d'hydrogène à partir de gaz naturel auxquels sont ajoutés une technologie de capture, plus ou moins partielle, du CO2 émis sur site, puis d'un stockage ou, dans certaines définitions, d'une valorisation de ce CO2.

Des évolutions possibles pour réduire le bilan carbone de l'hydrogène bleu

Basée sur l'approvisionnement français actuel en gaz naturel, l'analyse montre l'importance des émissions fugitives (dues aux fuites et consommations d'énergies le long de la chaîne d'approvisionnement en gaz naturel) sur l'impact de la production d'hydrogène, émissions qui ne pourront pas être captées sur site.

La modélisation conduite met en évidence plusieurs points clefs, en prenant comme référence le plafond de 3kgCO2eq/kgH2* en ACV (appellation « bas carbone ») introduit par la taxonomie européenne sur les activités durables, et en considérant que le CO2 capté est séquestré :

• L'hydrogène produit par des vaporeformeurs de méthane avec captage du CO2 en précombustion (captage partiel d'environ 60% des émissions) est loin d'être compatible avec l'appellation « bas carbone » ;
• En l'état actuel des approvisionnements en gaz naturel, l'hydrogène produit avec captage du CO2 en postcombustion (sur l'ensemble des émissions) sur des vaporeformeurs de méthane ne respecte pas non plus le seuil « bas carbone » ;
• Des évolutions sont possibles pour faire passer l'hydrogène bleu sous la barre d'émissions fixée par la taxonomie (nouvelle technologie, changement de l'approvisionnement, utilisation de gaz renouvelable), bien qu'elles doivent être choisies en connaissances d'autres facteurs de risque : souveraineté énergétique, technologie de transition verrouillée par les investissements engagés, disponibilité de la ressource biomasse... ;
• A l'inverse, un approvisionnement en gaz qui se reporterait davantage sur les Etats-Unis, notamment en raison de la guerre en Ukraine en 2022, pourrait venir alourdir ce bilan.

* :Le vaporéformage de gaz fossile, utilisé actuellement pour fabriquer l’hydrogène, émet environ 12kgCO₂/kgH_2.

Publié le 16/05/2022