La mobilité hydrogène (via les piles à combustible) : elle est en point de mire de la politique publique orientée vers une transition énergétique. Or seule l’utilisation d’un hydrogène décarboné et renouvelable peut contribuer à cette dernière. Celui obtenu par thermolyse de la biomasse lignocellulosique est présenté comme tel. Ainsi des filières hydrogènes basées sur le bois se développent-elles, notamment en Grand-Est, avec pour défi de fournir un hydrogène compétitif.
Une filière ou plutôt des filières hydrogène se mettent en ordre de bataille, et il en est une qui pourrait bien empiéter sur la filière forêt-bois : celle qui mise sur la thermolyse de la biomasse. Si les usages de l’hydrogène en tant que combustible énergétique sont pour l’instant anecdotiques (sous forme liquide, c’est le carburant utilisé pour la propulsion des lanceurs de navettes spatiales et de satellites), le développement des véhicules à pile à combustible est une option pour réduire les émissions du secteur des transports. En juin 2018, Nicolas Hulot, alors ministre de l’Écologie, présentait le Plan national hydrogène concernant la mobilité, l’industrie et le stockage. Dans la foulée, l’Ademe a lancé des appels d’offres, avec un financement à la clef à hauteur de 50 millions d’euros en 2020. Les projets s’inscrivent dans les Engagements pour la croissance verte (ECV), pilotés pour ceux relatifs à l’hydrogène par l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (Afhypac) (1) et le CEA.
Pour que l’hydrogène contribue à décarboner les transports, encore faut-il qu’il soit lui-même décarboné. «Un véhicule pile à combustible n’émet à l’échappement ni particules, ni polluants, ni CO2 à l’usage du réservoir à la roue. Par contre, dans un bilan puits à la roue, ses émissions de CO2 sont variables selon le mode de production et d’acheminement de l’hydrogène», rappelle dans son document de février 2020 «Hydrogène et piles à combustible» la Plateforme filière automobile et mobilités (PFA). «Pour un véhicule électrique à pile à combustible utilisant un hydrogène produit classiquement par vaporeformage de méthane, on observera des émissions CO2 comparables à celle d’un véhicule à motorisation thermique. La disponibilité d’un hydrogène décarboné est indispensable pour garantir un impact environnemental des véhicules à hydrogène limité.» Pas étonnant dans ces conditions que la recherche batte son plein sur le thème de l’hydrogène renouvelable : elle planche sur un mode de production d’hydrogène à la fois à bas coût et décarboné, deux questions essentielles dans l’écosystème hydrogène, ainsi que l’indique la PFA. Et sur une production décentralisée, le transport et le stockage de l’hydrogène pouvant générer eux aussi un mauvais bilan carbone. Et naturellement, pour l’aval de la filière, elle planche sur les piles à combustibles à hydrogène (produisant de l’électricité par voie électrocatalytique), qui au lieu de nécessiter une recharge en électricité, peuvent être remplies d’hydrogène – ce qui suppose une infrastructure spécifique.
Hydrogène fossile ou décarboné
Avant toute chose, il faut donc produire l’hydrogène : présent en abondance dans le soleil, l’hydrogène gazeux est quasiment absent de notre atmosphère ! Il doit être extrait de molécules qui le contiennent, comme l’eau ou les composés organiques, le gaz naturel et le charbon, par exemple. «Extraire l’hydrogène de composés orga- niques nécessite de rompre les solides liaisons entre le carbone et l’hydrogène. Pour cela, une succession de réactions chimiques à haute température, souvent en présence de catalyseurs, est utilisée. Une première technologie est le reformage, qui consiste à faire réagir du méthane avec de l’eau pour obtenir un gaz de synthèse contenant de l’hydrogène. C’est la technologie majoritairement utilisée dans la production industrielle d’hy- drogène. La gazéification est un autre procé- dé permettant de transformer un composé solide (charbon) en gaz riche en hydrogène», indique Air Liquide […]
Photo : Schéma du process de fabrication d’hydrogène à partir de bois décentralisé Hynoca par Haffner Energy : du silo à plaquettes à la pompe. Il a donné lieu à 14 dépôts de brevets. (Source : Haffner Energy)
