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Le vecteur hydrogène

Mis à jour le 12/06/2018

Le vecteur hydrogène apporte de nouvelles solutions, complémentaires à la maîtrise des consommations d’énergie et au développement des sources renouvelables : stocker l’électricité, gérer les réseaux énergétiques, se déplacer plus proprement.

Un vecteur au service des renouvelables

Si le dihydrogène (H2) est un gaz peu présent naturellement, l’élément hydrogène (H) est un constituant majeur des écosystèmes : l’eau, la matière organique comme la biomasse, les ressources fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel) contiennent de l’hydrogène.
 
Pour la transition énergétique, le H2, que l’on appellera hydrogène, présente un intérêt comme « vecteur », c’est-à-dire comme passerelle entre sources primaires d’énergie et des usages finaux. Le recours à ce vecteur s’articule en deux étapes :

  • la production d’hydrogène. Dans le cadre de la transition énergétique, le procédé d’électrolyse est tout particulièrement intéressant, car il permet de produire de l’hydrogène par décomposition de la molécule d’eau à partir d’un courant électrique. Si celui-ci est d’origine renouvelable (éolien, solaire, hydraulique), l’hydrogène permet alors de stocker, transporter et distribuer cette électricité intermittente ;
  • l’utilisation de l’hydrogène. Lorsque nécessaire, on peut reproduire de l’électricité pour alimenter un moteur ou tout autre usage électrique à partir d’une pile à hydrogène. Celle-ci recombine l’hydrogène et l’oxygène de l’air pour reformer la molécule d’eau en produisant un courant électrique.

Enjeux pour la transition énergétique

Dans ce domaine, l’ADEME identifie pour le vecteur hydrogène quatre enjeux pour les années à venir :

  • dans le cadre d’un mix électrique futur associant fortement les sources renouvelables, l’hydrogène apporte des solutions de flexibilité et d’optimisation aux réseaux énergétiques. Le power-to-gas, ou l’injection d’hydrogène et/ou de méthane de synthèse, est ainsi une voie clé pour connecter les réseaux électrique et gazier ;
  • l’hydrogène donne de nouvelles opportunités pour l’autoconsommation d’énergies locales à l’échelle d’un bâtiment, d’un îlot, d’un village, tout particulièrement pour les zones non interconnectées au réseau électrique ;
  • le développement des véhicules électriques hydrogène vient diversifier l’offre d’électromobilité, répondant à des besoins dans le domaine de la mobilité professionnelle ;
  • les nouvelles technologies permettent de réduire les impacts liés à l’emploi actuel d’hydrogène d’origine fossile dans l’industrie.

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Des projets soutenus et accompagnés par l’ADEME

L’ADEME soutient depuis plus de 15 ans des travaux de recherche et d’innovation dans le domaine de l’hydrogène.

Depuis 2012, ce sont ainsi 22 projets qui ont été retenus dans le cadre des appels à projets recherche. Ces projets portent aussi bien sur les briques technologiques (membranes, plaques bipolaires, réservoirs de stockage, etc.) que sur des démonstrations en conditions réelles d’usage.

Le Programme d’Investissements d’Avenir (PIA) accompagne depuis 2010 la structuration de la filière industrielle, en cofinançant des démonstrateurs d’envergure comme ceux portant sur le power-to-gas ou des innovations portées par des PME.

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Des études pour mieux comprendre et anticiper

L’ADEME mène des travaux prospectifs en vue d’alimenter les débats sur ce que peut être notre futur énergétique. Les études relatives à un mix énergétique 100 % renouvelable misent sur une contribution de l’hydrogène au travers du power-to-gas.

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Par ailleurs, comme pour toute énergie, l’emploi de l’hydrogène nécessite la mise en œuvre de bonnes pratiques et un savoir-faire pour garantir un niveau de sécurité élevé des installations. Des normes et réglementations sont mises en place, dans les domaines de la production d’hydrogène comme dans son utilisation par des véhicules.

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