L’hydrogène est-il une énergie propre ?

L'hydrogène est parfois présenté comme l'énergie propre de demain. Et l'Agence internationale de l'énergie l'a assuré en 2019, il doit jouer un rôle clé dans la transition énergétique. Associé à une pile à combustible, il apparaît en effet sans émission locale de CO2. Mais le bilan de son utilisation n'est pas aussi simple.

L'hydrogène (H) est l'élément le plus abondant de l'univers : 75 % en masse et plus de 90 % en nombre d'atomes. On en trouve essentiellement au cœur des étoiles et dans les atmosphères des planètes géantes gazeuses. Sur Terre, l'hydrogène entre notamment dans la composition de l'eau -- un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène (H2O) -- et dans celle de la matière vivante -- 10 % de la masse d'un corps humain est constituée d'hydrogène. Une abondance qui pourrait constituer un avantage de taille dans la course à une énergie durable.
Rappelons par ailleurs que l'hydrogène n'est pas à proprement parler une source d'énergie, mais plutôt un vecteur d'énergie, tout comme l'électricité. Il sert à transporter de l'énergie produite par une source primaire (pétrole, uranium) jusqu'aux usagers.
Pour déterminer si l'hydrogène est une énergie propre, c'est-à-dire sans émission de polluants ni de gaz à effet de serre, il faut prendre en compte son cycle de vie complet, du puits à la roue, en d'autres mots, de sa production à son utilisation.

Des procédés de production d’hydrogène propre sont 

à l’étude aujourd’hui comme la production à partir 

de microorganismesmodifiés sous l’effet de la

 lumière du soleil ou encore à partir de cellules 

photoélectrochimiques

Hydrogène, un vecteur d’énergie possiblement propre
Ainsi, notons d'abord que l'utilisation d'hydrogène pour la production d'électricité dans une pile à combustible ne génère pour seul déchet que de l'eau. Il n'y a aucune émission de polluants sur le site en question. Son usage peut donc être qualifié de propre.
À ceci près qu'en général, l'hydrogène étant un gaz très peu dense, il doit être comprimé ou liquéfié, ce qui nécessite le recours à une quantité importante d'énergie qui, elle, peut ne pas être aussi propre.
Par ailleurs, si l'hydrogène est abondant, il est rarement présent à l'état pur dans la nature. Pour le séparer des autres éléments (carbone, oxygène, etc.), il faut, là aussi, mobiliser de l'énergie. Aujourd'hui, pour des raisons économiques, 95 % de l'hydrogène est produit à partir de sources fossiles : par reformage de gaz naturel notamment ou par gazéification de charbon de bois. Des procédés a priori émetteurs de CO2. Cet hydrogène ne peut donc pas être considéré comme propre. Sauf si les procédés de reformation sont couplés à des procédés de capture et de stockage de ce CO2, avec une augmentation du coût de production. Ou si l'on parle de gazéification d'une biomasse reconstituée au fur et à mesure pour améliorer son empreinte carbone.
L'hydrogène peut aussi être produit par électrolyse de l'eau. Une technique qui permet de décomposer, grâce à un apport d'électricité, les molécules de H2O en dihydrogène (H2) et en oxygène (O). Sans émission de CO2 donc. À condition que l'électricité en question soit elle-même une électricité d’origine renouvelable, solaire photovoltaïque ou éolienne par exemple. De quoi faire donc de cet hydrogène-là -- qui reste aujourd'hui plus de quatre fois plus cher que l'hydrogène produit à partir de ressources fossiles --, une énergie propre.