Hydrogène vert contre hydrogène gris (Olivier Sala, Engie)

Monde numérique :
Bonjour Olivier Sala, vous êtes vice-président du groupe Engie en charge de la recherche et de l’innovation. Nous sommes ici au Lab Crigen d’Engie, c’est en banlieue parisienne à Stains. Que fait-on ici exactement ? De quoi s’agit-il ?

Olivier Sala :
Le Lab Crigen c’est le centre de recherche du groupe Engie consacré au gaz vert et renouvelable. Donc, on parle ici de bio méthane en particulier mais on parle aussi de l’hydrogène et de tous ses dérivés qu’on appelle les e-molécules bas-carbones.

Monde numérique :
L’hydrogène, le fameux hydrogène, un carburant, enfin de l’énergie dans laquelle on met beaucoup d’espoir pour la décarbonation de l’énergie. Où en sommes-nous parce que l’hydrogène, il faut rappeler que c’est une histoire ancienne, c’est la pile à hydrogène, ça existe déjà mais ce n’est pas encore généralisée.

Olivier Sala :
Alors, l’usage de l’hydrogène est déjà très grand dans l’économie, dans les activités humaines aujourd’hui. L’hydrogène c’est à peu près 94 millions de tonnes d’hydrogène qui sont consommées tous les ans. Seulement aujourd’hui, cette hydrogène elle est ce qu’on appelle « gris » parce qu’elle est produite pour l’essentiel à partir de gaz naturel et parfois de charbon, et donc il est très émetteur de CO2. On estime qu’aujourd’hui, l’hydrogène qui est utilisée dans l’économie mondiale émet 830 millions de tonnes d’équivalent carbone, ce qui est considérable.

Monde numérique :
Oui, parce qu’on rappelle qu’il faut de l’électricité pour fabriquer l’hydrogène.

Olivier Sala :
Aujourd’hui, l’hydrogène qui est consommée, c’est l’hydrogène qui est produit à partir de l’énergie fossile donc du gaz naturel. On fait ce qu’on appelle reformage du gaz naturel et ça permet de produire de l’hydrogène mais en même temps, ç émet du CO2 et tout l’enjeu justement, c’est de passer sur des techniques d’hydrogène renouvelable qui elles, peuvent être produites à partir de l’électricité renouvelable.

Monde numérique :
Le défi, c’est de fabriquer de l’hydrogène vert, propre, non-polluant pour pouvoir ensuite alimenter toutes sortes de véhicules, de machines, quels sont les développements possibles ?

Olivier Sala :
La première étape c’est déjà de remplacer cette hydrogène qu’on appelle « gris » par de l’hydrogène renouvelable. C’est pour effacer les fameuses 830 millions de tonnes que je viens d’évoquer et là, on parle pour l’essentiel de tout ce qui est raffinage de produits pétroliers et puis de toute la chimie des engrais, l’ammoniac... les fertiliseurs... Tout ça est très émetteur de CO2 et consomme aujourd’hui de l’hydrogène gris. Déjà décarboné la production d’hydrogène gris. Deuxièmement, l’hydrogène va permettre de décarboner un certain nombre d’activités humaines qu’on n’est pas capable d’électrifier facilement. Il y a des usages que l’on peut électrifier directement donc on peut très bien électrifier un véhicule léger par exemple avec des batteries, dont lithium. On ne sait pas électrifier un carbo contre conteneur. On ne sait pas électrifier un processus idéologique.

Monde numérique :
Avec les systèmes actuels de batteries vous voulez dire.

Olivier Sala :
Oui, soit pour des problèmes de batteries, la mobilité c’est des questions de stockage alors de batteries. Quand c’est des questions de processus à flamme, c’est parce qu’il faut attendre des températures très élevées et des puissances très importantes au rythme très élevé et ça on ne sait pas le faire. On ne sait pas le faire avec de l’électricité aujourd’hui. Donc, on est obligé d’avoir des processus qu’on appelle à flamme, à haute température et pour ces processus-là, si on veut les décarboner, il faut des molécules décarbonées, l’hydrogène en fait partie.

Monde numérique :
Donc, ici au Crigen, Olivier Sala, vous essayons donc de fabriquer de l’hydrogène plus propre, où en êtes-vous ?

Olivier Sala :
C’est encore expérimental, alors aujourd’hui on a des technologies qui ont une maturité pour fabriquer de l’hydrogène renouvelable, ce sont les technologies par électrolyse de l’eau. Donc ça, ça fonctionne bien, on met comme au collège, deux électrodes dans l’eau, on fait passer un courant. Il y a une membrane entre les deux qui permet de séparer n’est-ce pas les deux espaces, les deux électrodes et on décompose la molécule d’eau H2O à un hydrogène H2 et un oxygène O2 et on récolte le tout. Voilà, et ça, ça permet à partir d’une source électrique de produire de l’hydrogène et tout l’intérêt évidemment, c’est d’utiliser des sources électriques décarbonées, des énergies renouvelables en particulier. Ça c’est à maturité, après il y a d’autres technologies qui sont évidemment pour demain ou après-demain, mais on pense que dans les 10 prochaines années, c’est tous des technologies à base d’électrolyse de l’eau qui vont réellement être capables d’amener de l’hydrogène à l’échelle.

Monde numérique :
Ensuite, ça permet de quoi ? On parle par exemple de la voiture à hydrogène, ça existe déjà mais se pose la question des ravitaillements, des points de ravitaillement, c’est l’une des raisons pour lesquelles ce n’est pas trop généralisé.

Olivier Sala :
Alors, à titre personnel, je ne suis pas un énorme supporteur de la voiture légère hydrogène, pourquoi ? Parce que pour ce type d’application énergétique, la batterie ion-lithium fait assez bien le travail. Elle le fait de mieux en mieux si je peux dire. Dès lors que la quantité d’énergie peut être emportée par une batterie, finalement, on a une plus grande efficacité à utiliser une batterie qui a utilisée de l’hydrogène, pourquoi ? Parce que quand vous regardez la chaîne d’efficacité, vous avez des électrons au départ, vous les transformez sous forme d’hydrogène, là vous avez à peu près une efficacité de 60%, cette hydrogène après, vous le déplacez, vous le transportez, vous le mettez dans une pile à combustible d’un véhicule qui lui aussi a une certaine efficacité, etc. Quand vous regardez toute la chaîne finalement, pour faire ça en kilomètres en voiture, vous consommez moins d’électricité renouvelable, si on mettait une batterie ion-lithium que si vous avez une pile à combustible.

Monde numérique :
Donc c’est ça qui est important au final.

Olivier Sala :
C’est ça qui est important parce que dans le monde qui s’ouvre, il est probable que nous manquerons d’électricité renouvelable donc il faut l’allouer à l’endroit où c’est le plus pertinent.

Monde numérique :
Alors, il y a d’autres applications, on parle de l’avion à hydrogène. C’est un rêve ?

Olivier Sala :
Non, il y a des gens très sérieux qui travaillent sur les avions à hydrogène, donc on peut avoir des combustions à hydrogène qui fonctionnent très bien. Ce qui est peut être une solution aussi très satisfaisante, c’est l’avion à kérosène parce qu’on a déjà. Simplement, au lieu d’avoir du kérosène fossile, on peut fabriquer à partir de l’hydrogène vert du e-kérosène en combinant avec du CO2 dans un processus qu’on appelle un fish and strops qui permet de fabriquer du kérosène. Et ce kérosène-là, c’est exact en kérosène de synthèse mais il est chimiquement exactement le même donc on n’avait rien à changer dans vos processus, dans vos moteurs.

Monde numérique :
Ça suffit sur les mêmes types d’avions en fait.

Olivier Sala :
Donc, là aussi, l’hydrogène peut être créé parce qu’on peut fabriquer du kérosène mais on peut également fabriquer du méthane de synthèse, qu’on appelle du e-méthane, ou du méthadone ou du e-méthadone, qu’autant finalement de composants qu’on va pouvoir utiliser directement dans l’économie. Ça n’a rien changé finalement à tous les équipements qu’on a en aval. Dans le cadre du kérosène, le gros sujet, c’est d’où vient le CO2 que finalement je vais combiner avec mon hydrogène pour produire mon kérosène, parce que si c’est du CO2 qui n’est pas très propre pour faire simple, qu’on a récupéré dans une source industrielle à côté, on peut dire qu’on l’a pris à l’industriel. On a évité d’émettre du CO2 mais enfin, on l’émet quand on fait voler l’avion. Donc, c’est un CO2 qui sert « deux fois » mais enfin, ce n’est quand même pas l’idéal, ou alors mieux du CO2 que je vais capter dans l’air parce que si je vais le capter dans l’air, là, j’ai un bilan carbone absolument neutre ou du CO2 d’origine biogénique donc origine de biomasse par exemple par méthanisation dès lors que la biomasse est gérée de manière responsable.

Monde numérique :

L’hydrogène, ça fait un peu peur. Il y a un risque d’explosion, comment est-ce qu’on maîtrise ce risque ?

Olivier Sala :
L’hydrogène, c’est surtout inflammable, alors ce n’est pas un gaz qui est toxique. Il y a quand même ça qui est à souligner. Donc, c’est un gaz qui doit être effectivement géré avec les règles de sécurité qui conviennent mais les entreprises qui savent gérer les gaz ou les gaz industriels savent faire cela. Elles le font déjà. Donc, ça veut dire que l’hydrogène gazeux, il n’est pas facile à utiliser au quotidien, en particulier par exemple. Mais du point de vue industriel ou énergétique, c’est un gaz que l’on sait gérer. Sa difficulté c’est qu’il est très léger, il n’est pas très dense énergétiquement, il est très petit, la molécule est très petite donc il faut faire attention aux fuites.

Monde numérique :
À quoi ressemblera le monde de demain avec plus d’énergie de ce type, comment est-ce que ce sera organisé ? On parle beaucoup de la proximité des circuits courts. Est-ce que c’est vraiment envisageable à grande échelle ?

Olivier Sala :
Ce sera je pense un système de système, c’est-à-dire des systèmes qui peuvent être locaux mais qui seront connectés à d’autres systèmes énergétiques qui ne seront pas ou d’autres systèmes locaux avec des passerelles qui devront être faites entre le monde de l’électrode et le monde des molécules, donc le monde du gaz, molécules qui devront être décarbonées. Et don, non, je ne pense pas qu’on ira vers un monde d’autarcie, je pense qu’évidemment il y a des questions de souveraineté qui pour partie peuvent être requestionnées ou apparaître sur un jour nouveau, notamment par rapport au monde du fossile mais je pense qu’imaginer un monde dans lequel chacun ou chacune pourra produire son énergie en autarcie dans son jardin ou dans son village sans s’interconnecter ou être dépendant de quoi que ce soit du reste du monde reste un peu idéaliste.

Monde numérique :
Merci Olivier Sala, responsable recherche et innovation chez Engie.

Olivier Sala :
Merci.