Les fausses promesses de l’hydrogène bleu

L’hydrogène est sans nul doute notre meilleure piste pour sortir de notre addiction au pétrole et au gaz. Ainsi, la filière connaît une accélération sans précédent. Mais, en attendant le Saint Graal de la transition énergétique, l’hydrogène vert 100 % zéro carbone, quelques lobbies aimeraient voir naître un écosystème de l’hydrogène bleu, produit à grands renforts de séquestration carbonique et d’énergies fossiles. Une solution pourtant vouée à l’échec…

La crise énergétique que nous traversons – et qui va s’intensifier cet hiver – nous incite à faire feu de tout bois pour diversifier et rendre plus robustes nos approvisionnements. Ainsi, dans un numéro d’équilibriste d’ampleur historique, les énergéticiens doivent s’appuyer sur la disponibilité des énergies fossiles tout en anticipant leur épuisement. Temps long et temps court se télescopent. Il faut parer au plus pressé. Et les vieilles énergies polluantes, comme le charbon, reviennent sur le devant de la scène. De leur côté, les énergies renouvelables progressent à pas de géant.

L’hydrogène-énergie, par exemple, connaît une accélération sans précédent. Il y a peu, nous vous relations d’ailleurs l’ouverture de la première ligne ferroviaire 100 % hydrogène en Allemagne. De notre côté, en France, il circulait à la fin de l’été une trentaine de bus à hydrogène, et le parc devrait passer à près de 900 véhicules à la fin de la décennie. D’où viendra l’hydrogène pour alimenter ces trains et ces bus ? Comment répondre à la demande lorsque voitures et avions se convertiront à leur tour à cette motorisation propre ?

Pour rappel, l’hydrogène est un vecteur d’énergie – et non une source –, il faut le produire. Lorsque nous aurons terminé notre transition énergétique, panneaux solaires et éoliennes serviront à produire un hydrogène décarboné et renouvelable. Dans l’intervalle, l’hydrogène reste majoritairement produit à partir de gaz naturel.

Cet hydrogène d’origine fossile peut être « neutre en carbone » s’il est fabriqué avec des procédés modernes qui captent le CO₂ émis lors de sa production. Il est alors appelé hydrogène bleu. S’il est produit à partir de gaz naturel sans séquestration carbone, on parle d’hydrogène gris. L’hydrogène vert, le Graal de la transition énergétique, étant obtenu à partir d’énergies 100 % renouvelables.

Les promesses de l’hydrogène séduisent jusqu’aux plus hautes sphères puisque le très médiatisé Inflation Reduction Act de Joe Biden, voté en fanfare cet été, consacre 369 Mds$ à la transition énergétique, et sacralise l’utilisation de l’hydrogène quelle que soit sa provenance. Pourtant, en termes physiques et économiques, l’hydrogène bleu est un contre-sens total. Il surfe sur la crise énergétique aiguë et le greenwashing pour légitimer un usage prolongé et moins efficace des énergies fossiles. L’inverse de ce que nous devrions faire pour maximiser l’énergie dont nous disposerons sur le long terme.

Le déplorable bilan de l’hydrogène bleu

La méthode privilégiée pour obtenir de l’hydrogène est de transformer du gaz naturel (méthane) en hydrogène par reformage. Maîtrisée depuis plus d’un siècle, elle a pour inconvénient d’émettre beaucoup de CO₂ : de l’ordre de 10 tonnes de CO₂ par tonne d’hydrogène produit.

Le reformage du méthane avait un sens lorsqu’il était effectué par l’industrie chimique pour produire ammoniac, méthanol ou acide chlorhydrique. L’hydrogène était alors une matière première comme une autre de l’industrie chimique, qui justifiait de dépenser de l’énergie pour la produire.

Mais, lorsqu’il s’agit d’utiliser de l’hydrogène comme énergie, il n’y a plus aucun intérêt à transformer le méthane en hydrogène. Cela revient à augmenter les difficultés logistiques (l’hydrogène est plus compliqué à stocker et transporter que le méthane), énergétiques (la combustion du carbone du méthane génère de l’énergie dont il est dommage de se priver) et écologiques (le reformage du méthane génère du CO₂).

Une unité de reformage de méthane. Déjà de l’industrie lourde, sans même compter la gestion du CO₂ émis (photo : Air Liquide)

Pour certains industriels, le salut de l’hydrogène bleu viendra des techniques modernes de captage du carbone. En interceptant le CO₂ émis par le reformage avant qu’il ne rejoigne l’atmosphère, il est en théorie possible de produire de l’hydrogène à partir de gaz naturel sans augmenter les émissions de gaz à effet de serre.

Cette voie ne pourra toutefois fonctionner qu’à fonds perdus. Parce qu’elle est en opposition totale avec les impératifs de sobriété et d’efficacité énergétique, elle représente une opportunité économique négative.

Pourquoi l’hydrogène-carburant doit être vert

Le mythe de l’hydrogène bleu est porté par l’idée selon laquelle certains progrès technologiques permettent de s’affranchir des contraintes physiques.

Or, les lois de la thermodynamique sont formelles : il ne sera jamais énergétiquement intéressant de séparer du méthane en hydrogène pour le brûler par la suite. Dans son utilisation comme énergie, l’hydrogène est utilisé pour sa capacité à créer une flamme ou un courant électrique. Il permet alors d’obtenir de la chaleur pour chauffer industries et bureaux, faire tourner des moteurs à explosion, ou alimenter des moteurs électriques… ce que le méthane permet déjà de faire.

Utiliser du méthane pour obtenir de l’hydrogène est l’équivalent d’utiliser du pain pour faire de la farine, ou de casser une maison pour avoir des gravats. Il s’agit d’une opération qui ne peut avoir lieu qu’à perte en termes énergétiques.

Cette contrainte physique fondamentale se traduit aussi en termes économiques. Quelques lobbies aimeraient voir naître un écosystème de l’hydrogène bleu, qui associerait énergies fossiles et capture de carbone pour en faire une opération « climatiquement neutre ».

C’est oublier que Homo Economicus déteste les investissements à fonds perdus. Quel que soit le prix du gaz naturel – et la situation actuelle nous montre que le méthane est une énergie ni gratuite, ni illimitée –, il sera toujours plus cher de le transformer en hydrogène que de l’utiliser en l’état.

Et, même si nous disposions du jour au lendemain d’une demande en hydrogène-énergie très supérieure à l’offre, nous n’aurions aucun intérêt économique à capter du CO₂ à échelle industrielle.

Le plus probable est que nous ferions alors avec le méthane ce que nous faisons aujourd’hui avec le charbon : nous l’utiliserions comme bon nous semble, sans nous préoccuper des externalités. En période de pénurie énergétique aiguë, le climat passe au second plan et les émissions de CO₂ deviennent acceptables au nom du maintien du niveau de vie.

Tant que le captage de carbone ne possèdera pas de business model propre avec valorisation du CO₂ comme ressource à échelle industrielle, il s’agira d’une activité à fonds perdus qui ne pourra se faire que par gaspillage de l’argent d’actionnaires crédules ou de contribuables impuissants.

Bleu, vert, gris ? dans quel hydrogène investir ?

Il n’existe aucun scénario dans lequel l’utilisation d’hydrogène bleu présente un quelconque intérêt énergétique ou économique. Alors qu’il fait de plus en plus parler de lui dans le private equity, faites preuve de la plus grande méfiance lorsque vous verrez des startups vanter leur solution pour obtenir de l’hydrogène-carburant « neutre en carbone » à base d’énergies fossiles.

En promettant d’offrir, avant même que nous ne disposions d’assez d’électricité verte, de l’hydrogène décarboné, elles oublient de parler du bilan global négatif de leur activité.

L’hydrogène-carburant est, sans nul doute, notre meilleure piste pour sortir de notre addiction au pétrole et au gaz. Mais son essor n’a de sens qu’avec des capacités de production d’énergie renouvelable adaptées.

En attendant, vous pouvez investir dans les grands noms de l’hydrogène gris à usage industriel. Ces acteurs de la première heure connaissent bien leur métier, et sont de plus en plus nombreux à augmenter leurs capacités de production à base d’électricité renouvelable. Comme les géants pétroliers qui utilisent la manne des hydrocarbures pour financer la construction de centrales photovoltaïques ou de parcs éoliens, ils se préoccupent avant tout de la pérennité de leur activité – ce qui les oblige à prendre des décisions d’investissement pragmatiques.

A contrario, ne cherchez pas à suivre les « grands plans » comme celui de Joe Biden. Leurs contours sont plus guidés par les questions politiques que les réalités économiques et énergétiques…