L’hydrogène est l’élément chimique le plus abondant de l’univers. C’est le combustible des étoiles comme notre soleil. Sur Terre, l’hydrogène n’existe pratiquement pas à l’état libre ; il faut l’extraire des molécules qui le contiennent comme l’eau où il est combiné à l’oxygène ou des matériaux organiques où il est combiné au carbone.
Pour le moment la principale technique industrielle utilisée pour produire de l’hydrogène est le reformage, procédé qui consiste à faire réagir, en présence de catalyseurs, de la vapeur d’eau surchauffée avec le méthane contenu dans le gaz naturel ou dans un biogaz. Un autre procédé, la gazéification, consiste à brûler du charbon, de bois ou de biomasse, à très haute température (1200°C).
Le reformage comme la gazéification libère l’hydrogène mais s’accompagne aussi de l’émission de gaz carbonique (CO2). Pour améliorer le bilan carbone de ces procédés il faudrait donc les coupler avec une technologie de captage et de stockage du CO2.
Une troisième façon de fabriquer de l’hydrogène est l’électrolyse de l’eau, qui ne rejette pas de CO2. Dans ce cas, l’électricité permet de casser la molécule H2O pour libérer l’hydrogène (H2) et l’oxygène (O2). La rentabilité du procédé est donc fonction du coût de l’électricité. De plus l’hydrogène devant être comprimé ou liquéfié pour être acheminé sur son lieu d’utilisation, l’énergie nécessaire à cette étape est à prendre en compte pour un bilan carbone complet.
L’hydrogène ne conduit à une élimination totale des émissions de gaz à effet de serre que si l’électricité pour le produire, le stocker et le transporter provient d’une source d’énergie renouvelable. Actuellement ce n’est le cas que pour seulement 0,1% des quelque 120 millions de tonnes d’hydrogène produites dans le monde. La baisse des prix de l’énergie verte devrait néanmoins changer la donne. La consommation mondiale d’hydrogène pourrait alors connaître un essor rapide en tant que vecteur d’énergie renouvelable. Selon une étude du cabinet McKinsey pour le compte du conseil de l’hydrogène regroupant 18 groupes industriels concernés par la filière, elle pourrait représenter environ 13% de l’énergie totale consommée dans le monde en 2050. L’hydrogène pourrait alors générer un chiffre d’affaire de 4000 milliards de dollars et procurer 30 millions d’emplois. Elle permettrait par ailleurs de réduire de 7,5 gigatonnes les émissions annuelles de CO2.
