Les vertus révolutionnaires de l’hydrogène

Comment l’élément le plus léger de l’univers devient un acteur majeur de la transition énergétique.

Comparée au charbon et au pétrole, l’électricité produite par les énergies renouvelables est limitée en termes de stockabilité, transportabilité et usabilité, ce qui freine en partie la transition amorcée vers les énergies décarbonées. L’hydrogène comme vecteur énergétique apparaît aujourd’hui comme l’élément manquant sur la chaîne de valeur, qui, combiné avec d’autres technologies, pourrait faire de la transition énergétique une REVOLUTION énergétique.
L’investissement des pays industrialisés dans la filière hydrogène est révélateur de cette tendance. La France, malgré son bon positionnement à l’échelle internationale, doit renforcer ses investissements dans les infrastructures de production et de transport ainsi que dans le développement de technologies permettant le « scaling up » vers des coûts comparables à l’électrique ou au pétrole.

La maîtrise de l’énergie constitue un facteur clé de l’industrialisation au XIXe siècle.

Chaque phase de développement technologique se caractérise par des gains de productivité colossaux : des modifications drastiques des modes de production s’opèrent notamment grâce à l’usage d’un nouveau combustible. Il faut trouver un combustible alliant disponibilité, rentabilité et transformabilité. Il est d’abord exclusivement question du charbon, puis du charbon et du pétrole, puis enfin d’un mixte entre pétrole (pour les usages de transport), gaz naturel (pour les usages résidentiels, industriels et énergétiques) et nucléaire (pour les usages énergétiques).

Pour schématiser, notre modèle énergétique actuel est construit sur une extraction de ressources fossiles de plus en plus rares détenues par un nombre très limité de pays et nécessitant un long acheminement à travers le monde jusqu’à de grosses installations pilotables de manière centralisée. 

Le contexte actuel peut se caractériser par deux facteurs clés :

1. Des tensions croissantes sur les marchés énergétiques
   La demande mondiale d’énergie connaît une hausse soutenue avec le développement rapide des pays émergents (la Chine, l’Inde, le Brésil…) alors que les réserves s’appauvrissent, sans compter la géostratégie des approvisionnements qui se modifie.
2. Des exigences environnementales accentuées
   Tant contre les pollutions globales (changement climatique) que contre les pollutions locales (pollutions urbaines), poussant à l’utilisation d’énergies moins polluantes (gaz naturel, énergies renouvelables) mais sans réduction des consommations énergétiques.

La transition énergétique vers les énergies renouvelables permet d’alimenter de petites installations locales à partir de ressources elles aussi locales, dont le coût ne dépend d’aucune stratégie ou contexte géopolitique mais dont la disponibilité peut varier en fonction des conditions climatiques (pour le solaire et l’éolien en particulier).

Dans la production, le problème principal n’est pas la centralisation en elle-même mais le fait que les grandes installations électriques émettent du CO2. 

La réussite de la transition énergétique dépend de l’intégration de ces systèmes énergétiques décentralisés.

Si nous réalisons cette transition, la question qui se posera pour l’avenir sera celle de la confiance que nous accordons au réseau :
 

• Un système autonome type Tesla, où chacun produit et consomme sa propre électricité au moyen d’une combinaison PV/batterie et où nous deviendrions plus ou moins autosuffisants, est une des approches possibles. 
• L’autre modèle, qu’on peut appeler le « modèle du pool », utilise les effets positifs de l’agrégation et des interrelations au sein d’un grand réseau d’électricité alimenté par des sources intelligentes et renouvelables.
   

La France n’aura d’autre choix que de s’orienter vers un système hybride où coexisteraient un réseau centralisé et des boucles locales de tailles diverses où l’hydrogène aura tout son rôle à jouer.

• « La transition énergétique, la baisse du coût des énergies renouvelables et l’appétence pour une maîtrise locale de la production d’énergie font aujourd’hui envisager une modification profonde de notre système électrique. » 

France Stratégie, 2017

La synthèse des travaux présentés par l’ADEME présente 6 constats majeurs :

• Une demande de mobilité qui reste et restera forte et très différenciée selon les populations (âge, CSP) et les territoires (urbain/ périurbain/rural)
• Un besoin de nouvelles infrastructures de transports qui trouve ses limites compte tenu des ressources publiques et du besoin de modernisation de l’existant
• Une priorité à donner aux modes alternatifs à la route même si le transport routier des marchandises et des personnes reste une réponse adaptée à bien des situations dont les territoires peu denses
• Ine nouvelle donne : la mutation progressive de l’offre de mobilité passant d’une approche « modale » à un système intermodal, de l’infrastructure à l’offre de service, de la logique d’offre à la qualité d’usage
• Une mobilité participant à l’aménagement durable du territoire et répondant à ses enjeux environnementaux, sociaux (lutte contre la précarité énergétique, désenclavement) et économiques (attractivité)
• La nécessaire réduction des flux, des émissions de GES et des consommations énergétiques en actionnant tant les technologies, l’organisation de l’espace que l’évolution des comportements