HYDROGÈNE NATUREL
Chiffres clés
0
Volume de CO2 émis lors de la combustion
465
Nombre d’occurrences mondiales d’hydrogène naturel
< 1.5
Coût de production estimé de l’hydrogène naturel, en €/kg
98.5%
Concentration en hydrogène naturel du premier gisement actuellement en production (Mali)
L’HYDROGÈNE NATUREL
en bref
C’est l’élément le plus répandu dans l’Univers, principal constituant du soleil et de la plupart des étoiles.
Sa forme pure, le di-hydrogène, est créée naturellement par des réactions chimiques dans la croûte terrestre.
Il est le plus souvent associé à d’autres éléments pour former des molécules (eau, méthane, amidon, sucre, alcool, etc.).
C’est l’élément le plus petit et le plus léger (14 fois plus léger que l’air).
L’hydrogène naturel contient 3 fois plus d’énergie que l’essence.
Sous sa forme pure, le di-hydrogène est invisible, sans odeur et non toxique.
L’HYDROGÈNE NATUREL
en bref
L’HYDROGÈNE NATUREL
Ses principales méthodes de production
PAR RÉCUPÉRATION DANS LE SOUS-SOL
La planète produit naturellement de l’hydrogène ; c’est d’ailleurs l’élément le plus abondant sur Terre.
Nous qualifions d’hydrogène blanc ou d’hydrogène naturel, l’hydrogène extrait du sous-sol. Ce procédé se différencie des autres modes de production puisqu’il permet de bénéficier d’un hydrogène bas-carbone, à des coûts très compétitifs, qui ne nécessite ni eau, ni énergie anthropique, ni matière première critique pour être produit.
~ 0kg CO2 émis
PAR L’ÉLECTROLYSE DE L’EAU
Dans le cadre de la stratégie européenne pour le développement d’un hydrogène décarboné, les initiatives permettant de créer de l’hydrogène à partir de l’eau se multiplient. Cette réaction électrochimique, appelée « électrolyse de l’eau » permet de diviser l’eau en hydrogène et en oxygène grâce à une quantité importante d’électricité. Nous parlons ainsi d’hydrogène vert lorsque l’électricité utilisée pour ce procédé provient d’énergies renouvelables et d’hydrogène jaune, dans le cas d’énergie nucléaire.
< 3kg CO2 émis / kg H2
PAR VAPORÉFORMAGE D’HYDROCARBURES
La plupart de l’hydrogène consommé actuellement est produit à partir du gaz naturel (CH4). Le procédé de « vaporéformage » permet de casser la molécule de méthane pour en récupérer l’hydrogène qui la compose grâce à de la vapeur d’eau. Mais ce procédé génère également du gaz carbonique. Nous parlons alors d’hydrogène gris lorsque le CO2 généré est rejeté dans l’atmosphère sans valorisation et d’hydrogène bleu dans le cas où le gaz carbonique produit est capté et valorisé.
~ 11kg CO2 émis / kg H2
PAR GAZÉIFICATION DU CHARBON
Ce procédé est le plus ancien utilisé pour produire de l’hydrogène à l’échelle industrielle. La gazéification permet de convertir les éléments carbonés présents dans le charbon, organiques ou fossiles, en hydrogène, monoxyde de carbone (CO), grâce à un traitement thermochimique utilisant de la vapeur d’eau. L’hydrogène est ensuite séparé des autres éléments à l’aide d’absorbeurs ou de membranes spécifiques. Nous parlons alors d’hydrogène soit noir, soit brun, en fonction du type de charbon utilisé. Cette technique est extrêmement émettrice puisque le CO2 et le CO générés ne peuvent être réutilisés et sont relâchés dans l’atmosphère.
~ 19kg CO2 émis / kg H2
L’HYDROGÈNE NATUREL
Ses principales méthodes de production
PAR RÉCUPÉRATION DANS LE SOUS-SOL
La planète produit naturellement de l’hydrogène ; c’est d’ailleurs l’élément le plus abondant sur Terre.
Nous qualifions d’hydrogène blanc ou d’hydrogène naturel, l’hydrogène extrait du sous-sol. Ce procédé se différencie des autres modes de production puisqu’il permet de bénéficier d’un hydrogène bas-carbone, à des coûts très compétitifs, qui ne nécessite ni eau, ni énergie anthropique, ni matière première critique pour être produit.
~ 0kg CO2 émis
PAR L’ÉLECTROLYSE DE L’EAU
Dans le cadre de la stratégie européenne pour le développement d’un hydrogène décarboné, les initiatives permettant de créer de l’hydrogène à partir de l’eau se multiplient. Cette réaction électrochimique, appelée « électrolyse de l’eau » permet de diviser l’eau en hydrogène et en oxygène grâce à une quantité importante d’électricité. Nous parlons ainsi d’hydrogène vert lorsque l’électricité utilisée pour ce procédé provient d’énergies renouvelables et d’hydrogène jaune, dans le cas d’énergie nucléaire.
< 3kg CO2 émis / kg H2
PAR VAPORÉFORMAGE D’HYDROCARBURES
La plupart de l’hydrogène consommé actuellement est produit à partir du gaz naturel (CH4). Le procédé de « vaporéformage » permet de casser la molécule de méthane pour en récupérer l’hydrogène qui la compose grâce à de la vapeur d’eau. Mais ce procédé génère également du gaz carbonique. Nous parlons alors d’hydrogène gris lorsque le CO2 généré est rejeté dans l’atmosphère sans valorisation et d’hydrogène bleu dans le cas où le gaz carbonique produit est capté et valorisé.
~ 11kg CO2 émis / kg H2
PAR GAZÉIFICATION DU CHARBON
Ce procédé est le plus ancien utilisé pour produire de l’hydrogène à l’échelle industrielle. La gazéification permet de convertir les éléments carbonés présents dans le charbon, organiques ou fossiles, en hydrogène, monoxyde de carbone (CO), grâce à un traitement thermochimique utilisant de la vapeur d’eau. L’hydrogène est ensuite séparé des autres éléments à l’aide d’absorbeurs ou de membranes spécifiques. Nous parlons alors d’hydrogène soit noir, soit brun, en fonction du type de charbon utilisé. Cette technique est extrêmement émettrice puisque le CO2 et le CO générés ne peuvent être réutilisés et sont relâchés dans l’atmosphère.
~ 19kg CO2 émis / kg H2
L’HYDROGÈNE NATUREL
Comment est-il stocké par la terre ?
LES AVANTAGES
de l’hydrogène naturel
FAIBLE TENEUR EN CARBONE
Lorsqu’il est brûlé, l’hydrogène ne produit pas de carbone, mais uniquement de l’eau pure. Il s’agit donc d’une option respectueuse de l’environnement qui permet de répondre à nos besoins énergétiques tout en réduisant les émissions de carbone.
ÉNERGIE PROPRE
La production d’hydrogène naturel est propre. Il n’y a pas de carbone dans la chaîne, pas besoin d’électricité anthropique ni d’eau et l’empreinte foncière de l’extraction et de la séparation sur les sites de production est limitée.
SOURCE D’ÉNERGIE
L’hydrogène naturel n’est pas un vecteur d’énergie. C’est une ressource en soi. Il n’a pas besoin d’énergie anthropique ou de matière première spécifique.
EFFICACE
L’hydrogène naturel est un combustible riche en énergie, qui contient trois fois plus d’énergie par unité de masse que le gaz naturel. Cela en fait une option prometteuse pour répondre à nos besoins énergétiques futurs.
FIABLE
Production pilotable car elle ne dépend pas d’énergie renouvelable intermittente.
PAS DE BESOIN SUPPLÉMENTAIRE
La production d’hydrogène naturel ne nécessite ni eau, ni métaux.
FAIBLE COÛT
L’hydrogène naturel sera moins cher que toutes les autres formes de production d’H2 proposées et contribuera donc à débloquer l’économie de l’hydrogène. Le coût de production très compétitif (<1,5$/kg) est renforcé par le potentiel de covalorisation.
DISPONIBLE DANS LE MONDE ENTIER
Des contextes géologiques variés favorables à la génération d’hydrogène naturel et à son accumulation sont présents dans le monde entier.
SOUVERAINETÉ EUROPÉENNE
L’Europe dispose de cette ressource sur son sol. La dynamique exploratoire est en cours (France, Pologne, Espagne, Roumanie, Balkans, …) et assurée par un écosystème européen d’universités et d’entreprises qui lui garantit la maitrise d’un savoir et d’un savoir-faire et d’une production sur son sol.
SÛR
L’hydrogène naturel est non toxique, non polluant et se dissipe rapidement. Ces propriétés en font une option fiable et sûre pour une utilisation dans diverses applications.
L’HYDROGÈNE NATUREL
Une exploration en plein essor
Depuis 5 ans, les acteurs de la filière de l’hydrogène naturel se sont multipliés par 10 et les projets s’y afférant connaissent également un boom considérable. Le potentiel exploratoire de l’hydrogène naturel est bien présent et les acteurs de la filière s’activent à transformer les hypothèses exploratoires, déjà confirmées par le site de production d’Hydroma au Mali, en projets industriels. Une perspective qui pourrait bien voir le jour d’ici la fin de la décennie !
Les sites sur lesquels de l’hydrogène naturel a été identifié sont multiples et répartis dans de nombreux pays et sur pratiquement tous les continents. Ces premiers géo-référencements ne sont qu’un début et les occurrences identifiées ainsi que les sites à potentiel exploratoire et de production ne cessent de croître.
De plus, même si certains scientifiques avant-gardistes ont commencé à publier sur l’hydrogène naturel et son potentiel exploratoire, la recherche sur le sujet s’est réellement accélérée ces dix dernières années, à en croire l’évolution du nombre de publications référençant l’hydrogène naturel. Ce nouvel attrait permet de structurer la filière et de lever petit à petit certaines des hypothèses quant à cette ressource énergétique encore nouvelle.
FOCUS SUR LE PREMIER PROJET DE
PRODUCTION D’HYDROGÈNE NATUREL AU MONDE
En 2012, la société Hydroma a lancé son projet pilote à Bourakebougou, au Mali, axé sur la production d’électricité à partir d’hydrogène naturel. Le succès de cette démonstration a confirmé la possibilité d’une génération et d’une accumulation d’hydrogène de façon naturelle avec une pureté de 98%. Le site de Bourakebougou dispose de 12 forages positifs avec de l’hydrogène pur pour une surface de 50 km². Première mondiale, ce projet a démontré le potentiel de l’hydrogène naturel en tant que source d’énergie propre.
FOCUS SUR LE PREMIER PROJET DE
PRODUCTION D’HYDROGÈNE NATUREL AU MONDE
En 2012, la société Hydroma a lancé son projet pilote à Bourakebougou, au Mali, axé sur la production d’électricité à partir d’hydrogène naturel. Le succès de cette démonstration a confirmé la possibilité d’une génération et d’une accumulation d’hydrogène de façon naturelle avec une pureté de 98%. Le site de Bourakebougou dispose de 12 forages positifs avec de l’hydrogène pur pour une surface de 50 km². Première mondiale, ce projet a démontré le potentiel de l’hydrogène naturel en tant que source d’énergie propre.
HYDROGÈNE NATUREL
Les besoins de l’industrie
Les membres du programme earth2 du cluster AVENIA sont confiants sur le potentiel de la ressource et sa contribution prochaine et significative dans notre mix énergétique Cependant, la ressource n’est encore que trop peu considérée bien que prometteuse. C’est sur ce postulat que le programme earth2 a été créé afin de contribuer à la visibilité de la filière et à l‘obtention de soutiens à divers niveaux.
