L’hydrogène gris : définition, utilisation et impact carbone

L'hydrogène est un élément chimique présent en abondance dans l'univers, mais il est rarement trouvé seul sur Terre. Pour l'utiliser comme source d'énergie, il doit être extrait de composés contenant de l'hydrogène, comme l'eau ou les hydrocarbures. L'hydrogène gris est produit à partir de combustibles fossiles, tels que le charbon, le pétrole ou le gaz naturel. Bien qu'il soit de plus en plus utilisé dans divers secteurs, l'hydrogène gris soulève des préoccupations en matière d'émissions de CO2 et d'impact environnemental. Curieux de comprendre ce qu'est l'hydrogène gris, comment il est produit, quelles sont ses utilisations et ses perspectives, ainsi que les alternatives possibles ? Suivez le guide !

Qu'est-ce que l'hydrogène gris ?

Définition de l'hydrogène gris

L'hydrogène gris est la forme d'hydrogène la plus couramment produite dans le monde. Fabriqué par vaporeformage de gaz naturel (on vous explique plus bas), émettant une importante quantité de gaz à effet de serre, notamment de dioxyde de carbone (CO2) sur l’ensemble de son cycle de vie, il est considéré comme une source d'énergie non durable et non respectueuse de l'environnement. D’où son nom d’hydrogène “gris”.

En quoi l'hydrogène gris est-il différent des autres types d'hydrogène ?

Il est important de savoir qu’il existe différents modes de production pour l'hydrogène, tous associés à différentes couleurs. Pour vous donner une vue d’ensemble, voici un tableau récapitulatif :

Comment est produit l'hydrogène gris ?

Particulièrement abondant dans l’univers, il représente près de 90 % de la masse visible de l’univers sous sa forme gazeuse, l’hydrogène est toutefois presque toujours présent en combinaison avec d’autres éléments sur Terre.

De ce fait, il est nécessaire de séparer l’hydrogène des éléments avec lesquels il est combiné pour le produire. Ainsi, l’hydrogène gris est obtenu par vaporeformage du gaz naturel, une technique qui consiste à faire réagir du méthane (CH4) avec de la vapeur d'eau (H2O) à haute température (entre 700 et 1000 degrés Celsius) en présence de catalyseurs métalliques tels que le nickel, le fer, le chrome et/ou le cuivre. 

Méthode la plus courante pour produire de l'hydrogène, car la moins onéreuse du marché, cette réaction chimique est très énergivore et produit non seulement de l'hydrogène (H2) mais émet aussi des gaz à effet de serre, notamment du dioxyde de carbone (CO2).

En France, l’hydrogène gris représente 94 % de la production et est responsable de l’émission de 11,5 Mt de CO2, soit environ 3 % des émissions nationales⁽¹⁾. 

À l’échelle mondiale, la part de l’hydrogène gris dans la production totale est de 99 % ! Sur les 94 millions de tonnes d’hydrogène produits en 2021, 20 % provenaient de la Chine et des États-Unis. La France ne représente quant à elle qu’un peu moins de 1 % de la production mondiale.

Les utilisations de l'hydrogène gris

À l’heure actuelle, l'hydrogène gris est principalement utilisé comme intrant dans les processus industriels. 

Ainsi, dans le secteur du raffinage, il est utilisé pour éliminer les impuretés du pétrole brut et améliorer la qualité des produits finis. Dans l'industrie chimique, il est utilisé pour produire de l'ammoniac, qui est ensuite utilisé pour fabriquer des engrais et des explosifs.

Toutefois, l’utilisation de l’hydrogène reste limitée en raison de son impact environnemental élevé : 430 kilotonnes d’hydrogène gris sont ainsi consommées chaque année par ces secteurs en France, ce qui équivaut à l’émission de cinq millions de tonnes de CO2 par an⁽²⁾.

Les perspectives pour l'hydrogène

En France, l’hydrogène est pourtant un des éléments sur lesquels les pouvoirs publics comptent pour servir les objectifs que le pays s’est fixé en matière de développement des

énergies renouvelables et de réduction des émissions de gaz à effet de serre et des polluants. 

Un élément au service de la neutralité carbone de la France

La stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France entend ainsi faire de ce dernier une des solutions clefs pour atteindre la neutralité carbone, notamment : 

• en remplaçant l’hydrogène fossile utilisé dans l’industrie, ce qui permettrait de sortir de la dépendance aux énergies fossiles et réduire les émissions de l’industrie lourde française ; 

• en développant de nouveaux usages dans le cadre de la décarbonation de l’industrie, des mobilités et de l’agriculture.

Il faut en effet savoir que pendant la combustion, l’hydrogène ne rejette que de la vapeur d’eau. Utilisé dans des moteurs thermiques ou dans des piles à combustible, il ne produirait pas d’émissions polluantes, ce qui le distingue des autres hydrocarbures.

Certaines perspectives se dessinent donc pour son utilisation dans des secteurs faisant un usage intensif des mobilités, tels que le fret et l'aviation.

Dans le secteur du fret, l'hydrogène décarboné pourrait être utilisé pour alimenter des camions à pile à combustible. Ces camions émettent seulement de la vapeur d'eau et peuvent parcourir de longues distances sans avoir besoin de faire le plein.

Dans le secteur de l'aviation, l'hydrogène pourrait être utilisé pour produire du carburant synthétique pour les avions.

Toutefois, l’hydrogène présente encore aujourd’hui une faible efficacité énergétique, dans la mesure où il est nécessaire de dépenser, durant ses phases de production, de stockage, de transport et de conversion, de grandes quantités d’énergie. Il trouvera donc a priori sa place dans les usages ne pouvant pas être directement électrifiés.

L’action d’ENGIE pour décarboner l’hydrogène

Conscient que son implication est nécessaire pour contribuer à la transition énergétique et à la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans les secteurs du transport et de l'industrie, ENGIE s'engage activement dans la décarbonation de l'hydrogène.

Le groupe s’est associé à CMA CGM et Air France-KLM pour développer la première plateforme de carburants renouvelables et bas-carbone à échelle industrielle au Havre, grâce aux projets Salamandre. Ce projet vise à produire du gaz renouvelable bas-carbone pour le transport maritime et aérien, en utilisant des technologies de pyrogazéification et de méthanation.

De plus, ENGIE a lancé son premier projet de transport d'hydrogène bas-carbone entre la France et l'Allemagne, MosaHYc. Ce projet de conversion d'une canalisation de gaz de 90 km est une étape importante vers l'intégration des infrastructures hydrogène en Europe et participe à l'essor d'un marché de l'hydrogène renouvelable et bas-carbone. ENGIE prévoit également de développer 700 km de réseaux de transport dédiés à l'hydrogène d'ici à 2030 en Europe.

L'option Gaz Vert+ d’ENGIE : une solution concrète pour réduire son empreinte carbone dès maintenant

Face aux enjeux environnementaux actuels, il est essentiel de trouver des alternatives durables et respectueuses de l'environnement pour répondre à nos besoins énergétiques. Si l'hydrogène vert est une solution prometteuse pour l'avenir, il existe d'ores et déjà des alternatives concrètes pour réduire notre empreinte carbone dès maintenant.

Parmi ces alternatives, l'option Gaz Vert+ d'ENGIE se présente comme une solution particulièrement intéressante. Cette option vous permet d’avoir la garantie qu’ENGIE compense votre consommation avec du gaz renouvelable et produit en France. Vous contribuez ainsi concrètement à la transition énergétique et à la lutte contre le réchauffement climatique, tout en apportant un soutien à la production française de gaz d'origine renouvelable. 

Découvrez Gaz Vert+

Les défis techniques à relever pour le développement de l'hydrogène vert incluent la production d'électricité renouvelable à grande échelle, l'optimisation des procédés d'électrolyse et la gestion des fluctuations de production et de demande.