Hydrogène : un GES indirect à surveiller
© Grispb/Adobe StockSi l’hydrogène est souvent présenté comme une brique essentielle de la transition énergétique, son impact sur le climat n’est pas nul. En se combinant à d’autres molécules, il a une influence sur les quantités de méthane et d’ozone présentes dans l’atmosphère. Pourtant, son développement raisonné serait bénéfique pour le climat.
Ces dernières années, l’hydrogène (H2) est devenu un enjeu majeur de la transition énergétique. Capable de décarboner des secteurs difficiles à électrifier (transport longue distance, industrie lourde, etc.), il bénéficie de fonds considérables. Lorsqu’il est produit par vaporeformage du gaz naturel (le mode de production de loin le plus répandu aujourd’hui), il émet des gaz à effet de serre (GES). La Stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France a donc pour ambition de faire émerger une filière de production par électrolyse de l’eau.
Toutefois, même lorsqu’il est produit grâce à cette technique, ce gaz n’a pas un impact nul sur le climat. Tout d’abord, les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques nécessaires pour faire fonctionner les électrolyseurs entraînent des émissions de leur fabrication à leur démantèlement. Ensuite, les fuites d’H2 influent sur les quantités de méthane (CH4) et d’ozone (O3) présentes dans l’atmosphère. Or, ces deux molécules sont de puissants GES. Une équipe de recherche travaille à évaluer cet impact. Elle vient de publier une étude sur ce thème.
Limiter les fuites et l’H2 bleu
L’H2 est présent dans l’atmosphère sous forme de traces de l’ordre de 0,510 ppm. « La proportion de ce gaz a un peu augmenté depuis l’époque préindustrielle à cause de la combustion accrue. Et, elle pourrait encore croître avec l’essor d’une économie basée sur l’H2. L’objectif de notre étude était de déterminer son impact climatique. Nous avons utilisé des modèles pour calculer cet impact via l’interaction avec des GES », explique Didier Hauglustaine, directeur de recherche CNRS au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE). Concrètement, lorsque l’H2 est relâché, il est détruit par des molécules : les radicaux hydroxyles (OH). Lors de ce processus, ces derniers sont consommés. Par conséquent, un excès d’hydrogène dans l’atmosphère diminue la concentration d’OH. Le CH4 ainsi que les composés qui formeront par la suite de l’ozone troposphérique sont moins facilement dissipés.
L’effet de l’hydrogène comme GES indirect se mesure donc aux impacts respectifs des GES qu’il engendre. « Le but de notre recherche était de calculer le pouvoir de réchauffement global (PRG) de l’H2. Un modèle d’ancienne génération l’avait chiffré à 5. Nous arrivons à une moyenne de 12,8 avec une marge d’erreur de 5 », détaille Didier Hauglustaine. Sans fuite, l’hydrogène vert n’aurait pas, ou très peu, d’impact négatif sur le climat. Toutefois, ce gaz a tendance à s’échapper plus facilement que d’autres compte tenu de ses caractéristiques. « Il peut fuiter lors de la production, de l’utilisation ou du transport. Le problème est que nous ne connaissons pas les proportions exactes de ces fuites. Nous nous sommes donc basés sur des valeurs qui varient de 1 % à 15 % de taux de fuites », explicite Didier Hauglustaine. Pour des chiffres inférieurs à 5 %, le développement de l’hydrogène vert reste vertueux pour le climat.
Les scientifiques ont aussi étudié les effets climatiques de l’hydrogène bleu, produit par vaporeformage. Celui-ci ne doit pas dépasser 40 % dans la part d’H2 pour que le climat ne soit pas négativement impacté. Il est donc clair qu’il faudra très rapidement démocratiser l’électrolyse de l’eau et limiter au maximum les fuites. Sans cela, la filière ne participera absolument pas à la décarbonation de l’économie. Cet enjeu commence d’ailleurs à émerger. Un projet européen se met en place pour estimer les fuites autour des sites de production, notamment grâce à des drones.
