Brûler de l’hydrogène pour produire de la chaleur, c’est comme brûler un sac à main Louis Vuitton pour se réchauffer.
Samuel Furfari
En 2020, lorsque l’Allemagne et la Commission européenne ont lancé leurs stratégies sur l’hydrogène, j’ai consacré un livre, « L’illusion de l’hydrogène », et une série d’articles à ce sujet, notamment en collaboration avec l’expert italien en énergie Alessandro Clerici. Six ans plus tard, j’y reviens. Non pas par désir de me répéter, mais parce que la communication publique présentant l’hydrogène comme une solution énergétique majeure se poursuit sans relâche, souvent au mépris des principes chimiques et physiques sous-jacents, tandis que l’expérience accumulée entre-temps a largement confirmé les doutes exprimés à l’époque. Il me semble donc utile de rassembler à nouveau les arguments, de les actualiser à la lumière des connaissances acquises depuis, et d’expliquer aussi clairement que possible pourquoi l’hydrogène, quels que soient ses mérites chimiques, est un mauvais choix comme combustible.
La comparaison avec le sac à main peut paraître provocatrice. Il s’agit néanmoins d’une manière utile de résumer l’un des principaux malentendus qui entourent les politiques actuelles en matière d’hydrogène. L’hydrogène est une molécule remarquable. Indispensable à l’industrie moderne, il est utilisé depuis plus d’un siècle dans des procédés essentiels à notre prospérité. C’est précisément parce qu’il est précieux qu’il est difficile de justifier sa production, à un coût énergétique et économique considérable, pour ensuite le brûler.
Cette distinction entre l’hydrogène en tant que produit chimique et l’hydrogène en tant que vecteur énergétique a largement disparu du débat politique. L’hydrogène est de plus en plus présenté comme une solution universelle à la décarbonation : il devrait alimenter les voitures, les camions, les navires et peut-être les avions ; chauffer les bâtiments ; stocker l’électricité intermittente ; fournir de la chaleur industrielle à haute température ; fabriquer de l’acier ; et compenser les fluctuations de la production éolienne et solaire.
Le problème est que l’hydrogène n’est pas une source d’énergie. Il doit d’abord être produit. Et ce fait élémentaire change presque tout.
L’hydrogène n’est pas une source d’énergie.
Le charbon, le pétrole, le gaz naturel, l’uranium, l’eau courante, le vent et le rayonnement solaire sont des ressources énergétiques primaires disponibles dans la nature. L’hydrogène est différent. Bien que les atomes d’hydrogène soient extrêmement abondants, pratiquement aucune molécule d’hydrogène n’est disponible gratuitement pour une exploitation à l’échelle requise par un système énergétique. L’exploration de l’hydrogène naturel, ou « blanc » – à Bourakébougou au Mali ou en Lorraine en France, par exemple – a récemment suscité un vif intérêt médiatique. Une certaine prudence reste néanmoins de mise. Les géologues qui, pendant plus d’un siècle, ont découvert les gisements de charbon, de pétrole et de gaz sur lesquels repose notre prospérité, n’ont jamais considéré l’hydrogène naturel comme une ressource énergétique significative – jusqu’à ce qu’il devienne à la mode. À ce jour, aucun gisement n’a été mis en évidence à une échelle pertinente pour un système énergétique.
Pour les besoins énergétiques industriels, l’hydrogène doit donc être extrait de l’eau ou des hydrocarbures. De nombreuses autres substances, notamment des molécules organiques complexes comme le glucose ou le saccharose, contiennent des atomes d’hydrogène, mais elles ne constituent pas des matières premières primaires réalistes pour une production d’hydrogène à grande échelle. L’hydrogène devrait donc être comparé non pas au gaz naturel ou au pétrole, mais à l’électricité : c’est un vecteur énergétique qui doit d’abord être produit à partir d’une autre source d’énergie. Cela peut paraître une simple question de sémantique. Il n’en est rien.
Chaque conversion d’énergie d’une forme à une autre engendre des pertes. La production d’électricité, son utilisation pour fabriquer de l’hydrogène, sa compression ou sa liquéfaction, son transport et son stockage, et enfin sa transformation en énergie utilisable, constituent une succession de pertes liées à la conversion. Aucune directive politique, subvention ou stratégie industrielle ne peut remettre en cause les lois de la thermodynamique. C’est pourquoi l’engouement actuel pour l’hydrogène mérite d’être examiné d’abord sous l’angle de la chimie et de la physique, et seulement ensuite sous celui des objectifs climatiques, des stratégies industrielles et des programmes de subventions.
(*) Samuel Furfari, professeur émérite de géopolitique et de politique énergétique à l’Université libre de Bruxelles et ancien haut fonctionnaire de la Direction générale de l’énergie de la Commission européenne.