Le véritable coût de l’hydrogène vert

Un extrait de Applications mobiles et stationnaires de l’hydrogène dans la transition énergétique par André RAHIER

 Le coût du dihydrogène obtenu par vaporeformage du méthane varie entre 1,5 et 2,5 €/kg. Il passe au moins à 3,5 €/kg lorsqu’on utilise de l’électricité nucléaire pour électrolyser de l’eau. Il s’accroît encore à plus de 5 €/kg si l’électricité est d’origine éolienne ou photovoltaïque. Les contraintes environnementales et, principalement, les objectifs de réduction des relâchements de gaz à effet de serre (CO₂) obligent toutefois à viser la production d’hydrogène vert par électrolyse de l’eau en utilisant des énergies renouvelables. Cette transition devra inévitablement passer par une diminution du prix du kg d’hydrogène vert, quoiqu’en parallèle, le coût réel des énergies actuellement exploitées ne cesse d’augmenter lorsqu’on prend en compte l’impact sur l’environnement.

Hydrogène : vers une production à grande échelle ?

Selon l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible, la production mondiale de dihydrogène était de 60 Mt/an en 2014 et serait passée à 74 Mt/an en 2018. Ces chiffres restent des estimations qui varient d’ailleurs très légèrement selon les sources d’information. On peut affirmer avec certitude qu’en 2020, le dihydrogène était soit produit à la demande en vue de réaliser la synthèse d’autres agents chimiques (ammoniac, méthanol, hydrocarbures légers), soit obtenu en tant que sous-produit de la synthèse de la soude et du chlore ou de la gazéification du charbon. La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau reste actuellement très marginale et ne représente que 4 % de la production totale.

Pour couvrir la consommation actuelle à l’aide d’hydrogène, la production annuelle mondiale de ce nouveau vecteur énergétique devrait être portée à 880 Mt/an, soit environ 15 fois plus que la capacité de production mondiale totale actuelle, et 367 fois plus que la capacité mondiale actuelle de production par électrolyse de l’eau. Quant à la puissance électrique nécessaire, en supposant que le rendement de l’électrolyse est d’au moins 70 %, on serait amené à consommer 4,8 TW, soit approximativement 13 fois la puissance électrique nucléaire installée dans le monde en 2015. Ces chiffres sont même très optimistes, car ils ne tiennent pas compte de l’évolution démographique et de la demande énergétique qui aura lieu pendant la période nécessaire pour réaliser la transition. À titre informatif, en 2019, la puissance électrique photovoltaïque exploitée dans le monde était estimée à 0,06 TW…