Hydrogène : "Air Liquide fait partie des champions mondiaux"

Pierre-Etienne Franc : Chez Air liquide, la production a commencé avec la conquête spatiale, dans les années 1960. L’hydrogène est, avec l’oxygène, le carburant qu’utilisent les fusées, car il permet des propulsions très puissantes. Par la suite, Air Liquide a développé la production d’hydrogène pour les marchés du raffinage et de la pétrochimie, où les propriétés physicochimiques de la molécule de dihydrogène permettent de piéger le soufre et d’alléger les essences, qui, chimiquement, ne sont rien d’autre que de longues chaînes d’atomes de carbone et d’hydrogène. De nouveaux usages se développent également dans l’industrie, notamment pour la production d’acier. Aujourd'hui, c’est le charbon qui agit comme agent réducteur pour extraire le fer de son minerai. Demain, l’hydrogène pourrait le remplacer dans ce rôle, selon un procédé que nous avons développé avec le sidérurgiste allemand ThyssenKrupp. Mais l’enjeu des années à venir, c’est surtout de promouvoir l’hydrogène comme source d’énergie propre pour faire rouler des voitures et voler des avions, ou encore pour répondre aux défis posés par le développement des énergies renouvelables.

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En quoi l’hydrogène est-il une énergie propre ?

Utilisé comme source d’énergie, l’hydrogène produit uniquement de l’électricité, de la chaleur et de l’eau. Il n’y a donc aucun rejet de particules, de polluants ou de gaz à effet de serre sur le lieu d’utilisation. Dans la voiture à hydrogène, par exemple, le moteur est alimenté en électricité par une pile à combustible : des électrodes et un catalyseur, généralement du platine, permettent à l’hydrogène stocké dans le réservoir de réagir avec l’oxygène de l’air pour générer de l’électricité et de la vapeur d’eau)... Et c’est tout.

Si son utilisation ne dégage pas de CO2, on ne peut pas en dire autant de sa production….

L’hydrogène est très abondant dans l’univers, mais il se trouve rarement seul à l’état naturel. Il est toujours combiné à d’autres éléments comme le carbone ou l’oxygène. Pour le récupérer sous forme de dihydrogène, c'est-à-dire à l’état gazeux, la méthode la plus courante consiste à l’extraire du méthane, en provoquant une réaction chimique dite "reformage". Ce qui pose un double problème : non seulement l’opération mobilise une ressource fossile, le méthane, mais elle dégage aussi du dioxyde de carbone, à raison de 10 kilos de CO2 pour 1 kilo de dihydrogène. Je tiens à préciser que si l’on prend en compte la totalité du cycle, en allant de la production jusqu’à la consommation, rouler dans une voiture à hydrogène avec un gaz produit par reformage émet 20% de CO2 de moins qu’une voiture à essence. Mais on ne peut évidemment pas s’en satisfaire.

Existe-t-il d’autres solutions ?

Une autre méthode, plus verte, permet de produire de l’hydrogène : l’électrolyse de l’eau. Un courant électrique circule dans l’eau et décompose celle-ci en hydrogène et en oxygène, et rien de plus. Si l’électrolyse utilise de l’électricité renouvelable ou issue du nucléaire, le gaz obtenu est 100 % décarboné. Ce procédé, plus gourmand en énergie, est aussi plus cher, ce qui explique qu’il soit encore peu développé : sur les 70 millions de tonnes d’hydrogène produites annuellement dans le monde, 2% seulement le sont par électrolyse. Décarboner la production d’hydrogène, c’est le chantier auquel nous nous sommes attelés depuis des années déjà.

Où en êtes-vous de la production de cet hydrogène «vert» ?

A côté des cinquante grosses unités de production qu’Air Liquide exploite, essentiellement pour les secteurs de la pétrochimie et du raffinage, nous disposons déjà d’une cinquantaine de petites unités d’électrolyse dans le monde. Mais ces usines n’ont encore qu’une capacité limitée, pas plus d’une centaine de kilowattheures. Il faut aller plus loin. Les progrès de la pile à combustible – qui n’est rien d’autre qu’une électrolyse inversée – ont permis de développer une technologie plus efficace, moins chère et moins consommatrice de métaux précieux. Grâce à cette pile, nous venons de démarrer à Bécancour, au Québec, l’exploitation de notre première grosse unité d’électrolyse, d’une puissance de 20 mégawatts – soit 200 fois plus que les standards actuels – et d’autres unités de 100 mégawatts sont déjà prévues en Europe du Nord, en Allemagne et en France.

Nous continuons aussi d’innover pour améliorer les performances du reformage du méthane, soit en capturant le dioxyde de carbone directement en sortie d’usine, comme le fait notre usine du Havre depuis cinq ans déjà, ce qui rend le procédé neutre sur le plan des émissions ; soit en utilisant le biogaz émis par la fermentation des déchets ménagers ou agricoles. Au total, ce sont 500 millions d’euros qui ont été investis par Air Liquide ces cinq dernières années sur ces nouveaux métiers de la production et des usages de l’hydrogène décarboné.

On en parle depuis longtemps, mais l’hydrogène n’est pas encore entré dans notre vie quotidienne. On attend toujours les voitures à hydrogène, par exemple. Où en est-on ?

Le secteur des transports, encore très dépendant des ressources fossiles et très émetteur de CO2, est celui qui devrait bénéficier le plus de la révolution de l’hydrogène. Quelque 20.000 véhicules à hydrogène roulent déjà en Corée du Sud, au Japon et en Californie, où nous venons de démarrer la construction d’une unité de production d’hydrogène liquide pour alimenter le parc automobile. Nous sommes aussi à l’initiative du déploiement d’un réseau de plus de 100 stations à hydrogène en Allemagne, avec nos partenaires Shell, Total, Daimler et Hyundai. Sans oublier le secteur ferroviaire, où les futurs trains à hydrogène offriront une alternative idéale aux locomotives diesel. Le potentiel est énorme : 70% du réseau ferroviaire européen n’est pas électrifié !

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Quid du secteur de l’énergie ?

C’est l’autre gros secteur qui devrait bénéficier de l’hydrogène. Dans le cadre de la transition énergétique, pour pouvoir continuer à développer la part des énergies renouvelables – solaire, éolien… –, il faut résoudre le problème de leur intermittence, en arrivant à stocker et à faire circuler l’électricité qu'elles produisent. Or, en transformant cette électricité en hydrogène, son stockage devient beaucoup plus simple, mais aussi son transport, par exemple, d’un pays avec un fort potentiel en énergies renouvelables comme le Maroc, le Qatar ou l’Australie, vers des pays en déficit d’énergies renouvelables. L’hydrogène, avec la pile à combustible, est aussi un moyen de fournir chaleur, électricité et eau chaude chez les particuliers : 300.000 foyers au Japon et en Corée du Sud bénéficient déjà de cette technologie.

Qu’en est-il en France ? Les plans de la nouvelle France industrielle, en 2016, annonçaient cent stations à hydrogène à l’horizon 2018… On semble loin du compte.

C’est vrai que la France a pris du retard, notamment parce que les constructeurs automobiles hexagonaux se sont concentrés sur les véhicules électrique à batterie et ont tardé à proposer une offre de véhicules à hydrogène. On estime que quelques centaines de véhicules, appartenant surtout à des flottes d’entreprises, roulent à l’hydrogène en France. Et l’on dénombre aujourd’hui une vingtaine de stations à hydrogène sur le territoire, dont quatre en Ile-de-France – à Orly, à Roissy, aux Loges-en-Josas et au pont de l’Alma, au cœur de Paris. Dans la capitale, la flotte de taxis à hydrogène Hype, dont nous sommes partenaires, fait rouler 130 véhicules, et nous en visons 600 à la fin de cette année. Mais seul un engagement fort des pouvoirs publics permettra de faire décoller les usages.

L'annonce, en septembre dernier, par Bruno Le Maire et Barbara Pompili, les ministres de l’Economie et de la Transition écologique, d’un plan pour l’hydrogène décarboné doté de 7 milliards d’euros, est un vrai coup d’accélérateur et nous met au diapason des autres pays européens. Il faut rappeler que parmi les champions mondiaux de l’hydrogène, plusieurs sont français : Alstom pour le ferroviaire, bien sûr, Engie et EDF, mais aussi Airbus, qui a annoncé l’été dernier sa volonté de faire voler des avions à hydrogène en 2035.

Air Liquide est membre de l’Hydrogen Council. De quoi s’agit-il ?

C’est un conseil mondial de l’hydrogène, que nous avons lancé en 2017 et démarré avec treize grands patrons, qui voulaient défendre la cause de l’hydrogène comme pilier de l’énergie de demain. Aujourd’hui, le conseil compte près de 100 membres, dont Total, BP, Michelin, CMA CGM, Honda, Hyundai, Siemens, Alstom, BNP Paribas, Engie, EDF, Faurecia, Airbus... Lorsqu’une centaine de patrons sont alignés et défendent la même ambition, les politiques et les think tanks n’ont d’autre choix que d’écouter ce qu’ils ont à dire.