L’hydrogène peut-il vraiment contribuer à décarboner l’industrie et les transports ?

Remplacer les sources fossiles par une électricité bas-carbone s’impose pour réduire les émissions tout en gagnant en efficacité énergétique. Mais dans certains cas, l’hydrogène bas-carbone est nécessaire pour compléter certains usages industriels.

Sidérurgie, engrais, raffinage : les usages sans alternative

Dans la sidérurgie primaire, réduire le minerai de fer repose encore aujourd'hui sur des hauts fourneaux au coke, très émetteurs. L'hydrogène, injecté dans des unités de réduction directe couplées à des fours électriques, est le seul vecteur capable de remplacer chimiquement le charbon dans cette réaction. Le gaz n’est donc pas seulement une source d’énergie, il devient un réactif chimique du procédé.

Le cas des engrais est aussi révélateur. L’ammoniac, indispensable à la fabrication des engrais azotés, est produit à partir d’azote et d’hydrogène. Or, cet hydrogène est aujourd’hui majoritairement issu de molécules fossiles. Remplacer cet hydrogène par de l’hydrogène produit par de l'électricité (électrolyse) permet de décarboner une matière première du procédé. La chimie présente une logique similaire. Méthanol, ammoniac et différents intermédiaires chimiques utilisent de l’hydrogène comme brique moléculaire.

L’hydrogène sous forme de carburants de synthèse pour le transport

Pour l’aviation, l'hydrogène peut intervenir en fournissant la matière première nécessaire à la fabrication de carburants de synthèse. Le règlement européen ReFuelEU Aviation impose d’ailleurs progressivement l’incorporation de carburants d’aviation durables et prévoit une composante spécifique pour les carburants de synthèse. Il en va de même pour le règlement FuelEU Maritime, qui impose une réduction progressive de l’intensité en gaz à effet de serre de l’énergie utilisée à bord des navires. Les carburants renouvelables et bas-carbone, notamment les carburants de synthèse produits à partir d’hydrogène, font partie des voies envisagées.

Pour le transport lourd routier, la stratégie française privilégie la batterie comme la solution de référence pour la mobilité routière, en raison de son meilleur rendement énergétique. Néanmoins, l’hydrogène peut conserver un intérêt dans certains usages : longues autonomies, forte intensité d’utilisation, temps de ravitaillement réduit, véhicules transportant leur propre besoin énergétique, par exemple des groupes frigorifiques ou engins difficiles à raccorder facilement au réseau électrique.

Sans infrastructure, pas d’hydrogène industriel

Reste un maillon essentiel : aucun de ces usages industriels ne fonctionne sans infrastructures de transport dédiées. Un site sidérurgique, une usine d’ammoniac ou un complexe chimique ne peuvent pas simplement dépendre de livraisons quotidiennes par camion pour alimenter un procédé industriel continu. La décarbonation suppose donc de connecter les bassins de production aux grands pôles de consommation.

C’est l’approche de NaTran, opérateur national de transport de gaz, qui travaille pour créer des réseaux ouverts d’hydrogène renouvelable et bas-carbone capables de relier producteurs, consommateurs et stockages, puis d'interconnecter progressivement les bassins français et européens. Comme le projet de dorsale nationale d’hydrogène HY-FEN. L’infrastructure doit relier le Sud de la France jusqu’à la Moselle en irriguant et en connectant les principaux bassins industriels français aux zones de consommation et de stockage. Au-delà, il constitue un maillon structurant du futur réseau de transport d’hydrogène renouvelable H2med, visant à relier la péninsule ibérique, la France et l’Allemagne. Le projet est dimensionné sur environ 820 kilomètres, avec une capacité annoncée de 2 millions de tonnes d’hydrogène par an et une mise en service prévue en 2032.