Pourquoi l'hydrogène rose produit à l'aide du nucléaire peut avoir un grand rôle à jouer

Du Tesla's Elon Musk au président de la Commission européenne Ursula von der Leyen Au cours des dernières années, de nombreux noms de renom ont parlé du rôle que l'hydrogène peut – ou non – jouer dans la transition de la planète vers un avenir plus durable.

Musk a a exprimé son scepticisme sur l'utilité de l'hydrogène, mais beaucoup pensent qu'il pourrait aider à réduire les émissions dans un certain nombre de secteurs, y compris les transports et l'industrie lourde.   

Bien qu'il y ait un buzz majeur sur l'hydrogène et son importance en tant qu'outil pour assurer un avenir à faible émission de carbone - un sujet qui est généré beaucoup de débats ces derniers mois — la grande majorité de sa production est encore basée sur les combustibles fossiles.

En effet, selon un Rapport de suivi de septembre 2022 de l'Agence internationale de l'énergie, la production d'hydrogène à faibles émissions en 2021 représentait moins de 1 % de la production mondiale d'hydrogène.

Si elle doit jouer un rôle dans la transition énergétique prévue, la production d'hydrogène doit changer de manière assez importante.   

"La première chose à dire est que l'hydrogène n'existe pas vraiment naturellement, il doit donc être produit", a déclaré Rachael Rothman, codirectrice du Grantham Center for Sustainable Futures à l'Université de Sheffield.

"Il a beaucoup de potentiel pour nous aider à décarboner à l'avenir, mais nous devons d'abord trouver des moyens de le produire à faible émission de carbone", a-t-elle déclaré, ajoutant que différentes méthodes de production avaient été "notées différentes couleurs".

"Environ 95% de notre hydrogène provient aujourd'hui du reformage du méthane à la vapeur et a une grande empreinte carbone associée, et c'est ce qu'on appelle l'hydrogène" gris "", a déclaré Rothman à CNBC.

L'hydrogène gris est, selon une entreprise énergétique grille nationale, "créé à partir de gaz naturel ou de méthane". Il dit que les gaz à effet de serre associés au processus ne sont pas capturés, d'où l'empreinte carbone à laquelle se réfère Rothman.

La domination d'une telle méthode est clairement en contradiction avec les buts nets zéro. En conséquence, un éventail de sources, de systèmes et de couleurs d'hydrogène sont désormais proposés comme alternatives.

Il s'agit notamment de l'hydrogène vert, qui fait référence à l'hydrogène produit à partir d'énergies renouvelables et d'électrolyse, avec un courant électrique décomposer l'eau en oxygène et en hydrogène.

L'hydrogène bleu, en revanche, indique l'utilisation du gaz naturel - un combustible fossile - et l'utilisation et le stockage du carbone. Il y a eu un débat chargé autour du rôle que l'hydrogène bleu pourrait jouer dans la décarbonation de la société.

Outre le bleu et le vert, une autre couleur qui attire l'attention est le rose. Comme l'hydrogène vert, son processus intègre l'électrolyse, mais il y a une différence clé : le rose utilise le nucléaire.

"Si vous divisez … l'eau, vous obtenez de l'hydrogène et de l'oxygène", a déclaré Rothman. "Mais la séparation de l'eau nécessite de l'énergie, donc l'hydrogène rose consiste à séparer l'eau en utilisant de l'énergie issue du nucléaire."

Cela signifie que "l'ensemble du système est à faible émission de carbone, parce que... il n'y a pas de carbone dans l'eau... mais aussi la source d'énergie est également à très faible émission de carbone parce qu'elle est nucléaire".

Parallèlement à l'électrolyse, Rothman a noté que le nucléaire pouvait également être utilisé avec ce qu'on appelle un cycle thermochimique.

Cela, a-t-elle expliqué, exploitait des températures très élevées pour diviser l'eau en oxygène et en hydrogène. 

L'hydrogène rose a déjà des bailleurs de fonds potentiellement importants. Il s'agit notamment d'EDF Energy, qui a lancé l'idée de produire de l'hydrogène à Sizewell C, une centrale nucléaire de 3.2 gigawatts prévue pour le Royaume-Uni.

"Chez Sizewell C, nous explorons comment nous pouvons produire et utiliser l'hydrogène de plusieurs manières", a déclaré le indique le site Web de l'entreprise. "Premièrement, cela pourrait aider à réduire les émissions lors de la construction de la centrale électrique."

"Deuxièmement, une fois que Sizewell C sera opérationnel, nous espérons utiliser une partie de la chaleur qu'il génère (aux côtés de l'électricité) pour fabriquer de l'hydrogène plus efficacement", ajoute-t-il.

EDF Energy, qui fait partie de la multinationale Groupe EDF, a déclaré dans un communiqué envoyé à CNBC: "L'hydrogène produit à partir du nucléaire peut jouer un rôle important dans la transition énergétique."

La société a également reconnu que le secteur et son développement étaient confrontés à des défis.

"L'hydrogène est actuellement un carburant relativement cher et le principal défi pour l'hydrogène électrolytique à faible teneur en carbone, qu'il soit produit à partir d'énergie renouvelable ou nucléaire, est de réduire les coûts de production", a-t-il déclaré.

Cela nécessitait "des politiques de soutien qui encouragent l'investissement dans les premiers projets de production d'hydrogène et encouragent les utilisateurs à passer des combustibles fossiles à l'hydrogène à faible émission de carbone".

"La croissance du marché de l'hydrogène à faible émission de carbone permettra des économies d'échelle et un "apprentissage par la pratique" qui contribuera à réduire les coûts de production."

Bien que le rôle que le nucléaire pourrait jouer dans la production d'hydrogène et la transition énergétique au sens large suscite l'enthousiasme - l'AIE, par exemple, affirme que l'énergie nucléaire a "un potentiel important pour contribuer à la décarbonisation du secteur de l'électricité" - il va sans dire qu'elle n'est pas favorisée par tous .

Les critiques incluent Greenpeace. "L'énergie nucléaire est présentée comme une solution à nos problèmes énergétiques, mais en réalité, sa construction est complexe et extrêmement coûteuse", déclare l'organisation environnementale. "Cela crée également d'énormes quantités de déchets dangereux."

Un avenir multicolore ?

Au cours de son entretien avec CNBC, Rothman de l'Université de Sheffield a parlé de la situation dans son ensemble et du rôle que différents types d'hydrogène pourraient jouer. Pourrions-nous jamais voir un moment où le niveau d'hydrogène bleu et gris tombera à zéro ?

"Cela dépend de la durée que vous envisagez", a-t-elle déclaré, ajoutant que "dans un monde idéal, ils finiront par tomber très bas".

"En fin de compte, nous nous débarrassons idéalement de tout notre hydrogène gris, car l'hydrogène gris a une grande empreinte carbone et nous devons nous en débarrasser", a déclaré Rothman.

"Alors que nous améliorons la capture et le stockage du carbone, il peut y avoir un espace pour l'hydrogène bleu et cela reste à évaluer, en fonction des … développements là-bas."

"Le rose et le vert dont nous savons qu'il doit y avoir un espace parce que c'est là que vous obtenez vraiment la faible teneur en carbone [l'hydrogène], et nous savons qu'il devrait l'être, il est possible d'y arriver."

Fiona Rayment, scientifique en chef au UK National Nuclear Laboratory – qui, comme EDF Energy, est membre de l'association professionnelle Hydrogen UK – a insisté sur l'importance d'avoir une gamme d'options disponibles dans les années à venir.

« Le défi du net zéro ne peut être sous-estimé ; nous devrons adopter toutes les sources de production d'hydrogène à faible teneur en carbone pour remplacer notre dépendance aux combustibles fossiles », a-t-elle déclaré à CNBC.

Bien qu'il y ait eu beaucoup de discussions sur l'utilisation de couleurs pour différencier les différentes méthodes de production d'hydrogène, il y a aussi une discussion animée sur la question de savoir si un tel système de classification devrait même exister.

"Ce que nous voulons, c'est de l'hydrogène à faible teneur en carbone", a déclaré Rothman. "Et je sais qu'il y a beaucoup de confusion au sujet des différentes couleurs, et j'ai entendu certaines personnes dire... 'pourquoi avons-nous même les couleurs, pourquoi n'avons-nous pas seulement de l'hydrogène et de l'hydrogène à faible teneur en carbone ?'"

"Et en fin de compte, c'est le bit à faible teneur en carbone qui est important, et le rose et le vert le feraient."