L’hydrogène, le plus léger des éléments chimiques, se décline en plusieurs “couleurs” en fonction de la méthode de production et des impacts environnementaux associés. Ces appellations chromatiques ne désignent pas des variations physiques de l’hydrogène, mais illustrent les processus et les externalités de chaque méthode de production. Nous examinerons ici les types d’hydrogène connus sous les noms de noir, brun, vert, bleu, rose, blanc et gris.
Hydrogène noir et brun : les ancêtres énergétiques
L’hydrogène noir et l’hydrogène brun sont obtenus à partir de charbon. Le terme “noir” est souvent utilisé pour désigner l’hydrogène produit par la gazéification du charbon, où le charbon est converti en un mélange de gaz incluant de l’hydrogène. L’hydrogène brun, quant à lui, est issu de la liquéfaction du charbon, une technique moins fréquente mais tout aussi intensive en émissions de dioxyde de carbone. Ces méthodes émettent environ 19 tonnes de CO2 pour chaque tonne d’hydrogène produite, représentant un fardeau significatif pour l’environnement.
Hydrogène vert : la promesse d’une énergie propre
L’hydrogène vert est produit par électrolyse de l’eau, un processus qui sépare l’oxygène de l’hydrogène en utilisant de l’électricité issue de sources renouvelables comme l’éolien, le solaire ou l’hydroélectricité. C’est la forme d’hydrogène la plus durable, car elle n’engendre aucune émission de gaz à effet de serre. La production de l’hydrogène vert reste toutefois limitée par son coût élevé et par la nécessité d’une infrastructure énergétique renouvelable solide. En 2023, seulement 4% de la production globale d’hydrogène était verte.
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Hydrogène bleu : une transition nuancée
L’hydrogène bleu est produit à partir de méthane, avec capture et stockage du CO2 émis lors du processus. Bien que cette méthode permette de réduire significativement les émissions de CO2 par rapport à l’hydrogène gris, elle soulève des questions quant à l’efficacité et à la sécurité du stockage du CO2. La capture est estimée à environ 60 à 90% des émissions, ce qui ne résout pas totalement le problème des gaz à effet de serre.
Hydrogène rose : une source énergétique nucléaire
Produit par électrolyse, l’hydrogène rose utilise l’électricité générée par des réacteurs nucléaires. Bien que cette méthode puisse être considérée comme basse en carbone, elle est intrinsèquement liée aux débats sur l’utilisation de l’énergie nucléaire, notamment en termes de sécurité et de gestion des déchets radioactifs.
Hydrogène blanc et gris : entre tradition et ambiguïté
L’hydrogène gris est actuellement le plus courant sur le marché. Il est issu du reformage à la vapeur du méthane, libérant du CO2 dans l’atmosphère sans aucune tentative de capture ou de compensation. Environ 75% de l’hydrogène produit aujourd’hui est gris, reflétant la prédominance des infrastructures et des technologies existantes. L’hydrogène blanc, quant à lui, reste un terme moins défini et souvent utilisé pour désigner l’hydrogène dont les émissions ne sont ni mesurées ni spécifiées clairement.
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Perspectives et défis futurs
Pour aligner la production d’hydrogène sur les objectifs de développement durable, il est essentiel de favoriser les technologies permettant de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les efforts doivent se concentrer sur l’amélioration des rendements de l’hydrogène vert et bleu, ainsi que sur le développement de réglementations strictes pour la certification des couleurs de l’hydrogène, garantissant ainsi une transparence accrue pour les consommateurs et les investisseurs.
La transition énergétique vers un modèle soutenable nécessitera une diversification des sources d’hydrogène et une compréhension approfondie de chaque type. En dépit des défis, l’hydrogène possède le potentiel de jouer un rôle prépondérant dans le futur énergétique mondial, conditionné par des avancées technologiques et un engagement politique renforcé pour minimiser son empreinte écologique.
Je vous remercie pour ces informations très importantes sauf qu’il manque des ℹ️ techniques sur l’obtention des divers types d’hydrogène
Merci
Bonjour Eric,
Sauf erreur de ma part, l’hydrogène blanc n’est pas “un terme moins défini et souvent utilisé pour désigner l’hydrogène dont les émissions ne sont ni mesurées ni spécifiées clairement”.
L’hydrogène blanc désigne très spécifiquement l’hydrogène naturel, présent notamment dans la croûte terrestre. Il s’agit d’hydrogène qui se trouve sous forme de poches souterraines et qui est extractible sous sa forme H2.
Ce type d’hydrogène ne nécessite pas d’énergie pour rompre les liaisons OH de l’eau (H2O) ou CH du méthane (CH4), contrairement à d’autres méthodes de production de l’hydrogène (comme l’électrolyse, la pyrolyse, la gazéification…).
, l’hydrogène blanc est une source d’énergie primaire. Il est produit naturellement par des processus géologiques de nature physico-chimique, notamment par réaction de l’eau avec certaines roches ultramafiques, lesquelles sont riches en minéraux tels que l’olivine, contenant du fer et du magnésium. Ces réactions libèrent l’hydrogène de l’eau. Cela en fait une ressource potentiellement renouvelable d’énergie primaire (Contrairement aux “autres” hydrogènes abordés dans cet article, qui sont des sources d’énergies secondaires, dont les rendements sont variables). Mais on ne sait pas précisément évaluer aujourd’hui le taux de renouvellement de cet hydrogène blanc, qui dépend lui-même du renouvellement des roches ultramafiques, lesquelles sont le produit de processus magmatiques continus de cristallisation sous haute température et pression, combinant des silicates abondants dans la croûte terrestre et des métaux lourds tels que le fer et le magnésium qui se trouvent dans le manteau terrestre.
L’empreinte carbone de cet hydrogène blanc doit encore être évaluée selon les méthodes et l’énergie utilisées pour son extraction.
Enfin, pour rebondir, sur la réponse de Mohamed, il faut également parler de l’hydrogène turquoise, issue de la pyrolyse du méthane qui produit du carbone et de l’hydrogène (CH4 + T°C -> C + 2H2). La pyrolyse est une réaction physico-chimique qui conduit à la rupture des liaisons CH par le fait de la haute température, avec ou sans catalyseur. La pyrolyse de l’eau par rupture des liaisons OH, produit également de l’hydrogène turquoise. Les fours solaires, dont certains en cours d’expérimentation, atteignent des températures suffisamment élevées pour permettre la pyrolyse du méthane (~1200°C), voire de l’eau (2000 à 3000°C). On peut imaginer des réacteurs nucléaires (Gen IV [< 1000°C] voire par la suite à fusion [Beaucoup°C]) dont une partie de la puissance thermique pourrait être utilisée pour pyrolyser du méthane (si possible vert), voire de l'eau.
Précisons enfin que l'hydrogène vert ne se cantonne pas à "l'électrolyse de l’eau, […] en utilisant de l’électricité issue de sources renouvelables comme l’éolien, le solaire ou l’hydroélectricité", mais qu'elle inclut la production d'hydrogène par des procédés biochimiques, notamment la fermentation anaérobie par des bactéries, de composés organiques, dont les hydrates de carbone (glucose, …)
Bon dimanche à vous et merci de m'avoir donné l'occasion de replonger dans un sujet passionnant, qui devrait aussi passionner nos congénères, tant notre futur est lié à notre bonne compréhension approfondie de l'énergie, de sa captation, de son stockage sous toutes ses formes (chimique, électrochimique, électrostatique, gravitaire, osmotique, cinétique, thermique, …). Malheureusement nos politiques sont à mille lieues de tout cela !…
Très bon dimanche.
[Jean-Louis] /;o)