À l’heure actuelle, 95% de l’hydrogène produit en France est d’origine fossile, comme près de 99% de celui produit dans le reste du monde. Cet hydrogène est obtenu le plus souvent à partir du procédé de vaporeformage du méthane, le composant principal du gaz naturel. Chaque kg d’hydrogène produit ainsi émet 12 kg de CO₂, et son prix de revient varie de 1 à 2.5€ par kg. Près de 45% de la production mondiale est issue de cette technique.

Environ 25% de la production d’hydrogène provient de « co-production » de produits raffinés issus d’hydrocarbures, qu’on appelle alors hydrogène « fatal ». Son coût de production est variable puisqu’il s’agit ici d’un « résidu » de production d’autres éléments chimiques, et donc son empreinte carbone l’est aussi.

Une troisième filière utilise le charbon, brûlé à très haute température (1200 à 1500°C) pour séparer l’hydrogène — qu’on devrait appeler dihydrogène H₂ — du CO₂, sous forme de gaz. Cette production, environ 30% du total, permet d’obtenir un hydrogène dont le prix de revient au kg oscille entre 1,5 et 3€ le kg, mais libère 19kg de CO₂ par kg d’hydrogène.

Il s’agit là de modèles industriels qui fabriquent de l’hydrogène « gris ». L’hydrogène « vert », qui ne contribue qu’à moins de 1% de la production mondiale (environ 5% en France), provient de l’utilisation d’énergies décarbonées ou renouvelables (solaire, éolien…). L’électrolyse de l’eau, qui permet une empreinte carbone nulle ne représentait en 2019 que 0,1% de la production mondiale d’hydrogène, du fait d’un coût relativement prohibitif en comparaison des autres modes de production, un kg d’hydrogène revenant entre 3 et 12€ pour sa seule production (hors coût de transport, de distribution…).

Pour permettre le déploiement à grande échelle d’un « hydrogène vert », l’électrolyse à partir d’une source d’énergie renouvelable fait partie des voies d’avenir de la filière, et c’est clairement l’une des voies tracées par le plan de relance de 2020, pour faire de la France et de l’Europe des champions de la production d’hydrogène « vert ».

L’un des intérêts majeurs d’une pile à combustible est de pouvoir utiliser l’énergie contenue dans l’hydrogène, produit à partir d’énergies renouvelables tel que le solaire, et de pallier ainsi à leur intermittence, tout cela sans émission de CO2 ni de particules fines, avec un rendement de plus de 42%. Cela signifie que sur 100 kW d’énergie solaire, 42 kW d’hydrogène peuvent être stockés. Sans PV, qui produit l’énergie nécessaire à la production d’hydrogène, cette énergie solaire est tout simplement perdue !

La question peut paraître saugrenue, mais elle ne l’est pas. Si l’on considère la production annuelle totale, dont les chiffres varient entre 75 et plus de 100 Millions de tonnes selon les sources (en particulier du fait d’une partie de la production est annexe à d’autres activités chimiques via l’hydrogène « fatal »), et que l’on considère un minimum de 10kg de CO₂ émis par kg d’hydrogène produit, on obtient un total de plus 1 milliard de tonnes de CO₂ émises lors de la production d’hydrogène « gris ». Ce chiffre représente environ les 2/3 de des émissions de CO₂ issues du transport maritime, ou 2% du total mondial, ce qui est très loin d’être négligeable. C’est pourquoi il est essentiel de se tourner vers la production d’hydrogène vert, et en premier lieu pour décarboner les industries et la mobilité lourdes.

Globalement, l’utilisation de l’hydrogène est plus sûre que celle des carburants liquides classiques comme le gasoil ou l’essence de nos voitures, ou même le gaz naturel. Cela n’implique en aucun cas que l’hydrogène n’est pas dangereux – il existe de nombreuses situations dans lesquelles l’hydrogène, comme tout autre carburant ou dispositif de stockage d’énergie, peut provoquer un accident.

Cependant, son niveau d’inflammabilité très faible et sa faible densité énergétique font que la chaleur dégagée lors d’un feu hydrogène est faible, et que les dégâts causés par une flamme « hydrogène » sont moindres que les dégâts créés par la flamme d’autres gaz. Il n’est ainsi pas plus ou moins dangereux qu’une bonbonne de Butane servant à allumer un barbecue à gaz !

S’il n’est pas confiné, il se disperse facilement dans l’atmosphère. Et s’il est confiné, il faut simplement s’assurer qu’il puisse être facilement dispersé, comme tout gaz inflammable. La ventilation est donc la principale mesure de sécurité pour empêcher l’accumulation à un niveau inflammable.