Hydrogène

L’hydrogène n’est pas une source d’énergie !! C’est-à-dire que cette molécule n’existe pas à l’état naturelle ! Il faut obligatoirement un apport d’énergie pour produire de l’hydrogène . Plus précisément, il faut un apport d’énergie pour « arracher » un atome d’hydrogène à une molécule qui contient de l’hydrogène. La source d’énergie et la méthode de production utilisées pour produire de l’hydrogène déterminent s’il est classé comme hydrogène gris, bleu ou vert. Il peut être produit à partir de gaz naturel, de charbon ou de biomasse. Ces sources d’énergie additionnelle sont chacune associées à des émissions de gaz à effet de serre. L’H₂ peut également être produit à l’aide d’un processus d’électrolyse pour séparer les atomes d’oxygène (O) et d’hydrogène (H₂) qui composent l’eau (H₂O).

Hydrogène gris

L’hydrogène gris est produit à partir de combustibles fossiles tels que le gaz naturel ou le charbon. Il représente environ 95 à 99% (selon les sources…) de la production mondiale actuelle. Les deux principales méthodes de production sont le reformage du méthane à la vapeur et la gazéification du charbon. Ces deux processus libèrent du dioxyde de carbone (CO₂). Si le dioxyde de carbone est rejeté dans l’atmosphère. Ce mode de production est loin d’être propre (ou vert) d’où la couleur grise. L’H₂ gris n’est pas considéré comme une énergie bas carbone car particulièrement émissif en gaz à effet de serre.

Hydrogène bleu

La principale différence entre le gris est le bleu vient que la plupart des émissions de CO₂ sont séquestrées (ou stockées dans le sol) à l’aide de la capture et du stockage du carbone. Capter et stocker le dioxyde de carbone au lieu de le rejeter dans l’atmosphère permet à l’hydrogène bleu d’être un « carburant » à faible émission. Les deux principales méthodes de production sont le reformage du méthane à la vapeur et la gazéification du charbon, toutes deux avec captage et stockage du carbone. L’hydrogène bleu est une alternative plus propre à l’hydrogène gris, mais il reste onéreux à produire à cause de la complexité technique des systèmes de capture et de séquestration à mettre en œuvre.

Hydrogène vert

L’hydrogène vert est produit à partir d’électricité provenant de sources d’énergie dites bas-carbone (biomasse, nucléaire, ENR sans système de stockage ou hydraulique). Le vert est considéré comme un carburant bas-carbone ; mais n’est en aucun cas un carburant à zéro émission !! L’H₂ vert est produit par électrolyse de l’eau, c’est-à-dire une séparation de la molécule d’eau (H₂O) en dihydrogène (H₂) d’une part, et en oxygène (O) d’autre part. L’électrolyse implique un apport d’énergie électrique. La méthode d’approvisionnement en électricité pour diviser l’eau est un processus coûteux, mais beaucoup moins émissif en gaz à effet de serre par rapport à la production d’hydrogène gris.

Autres couleurs

Dans le monde de l’énergie, d’autres couleurs peuvent être utilisées pour différencier les types d’hydrogène. Le gris, le bleu et le vert sont les couleurs les plus courantes. Néanmoins, nous pouvons parler de noir, brun (ou marron), rouge, rose, jaune, turquoise et blanc.

H₂ noir ou brun

Les couleurs telles que le noir et le brun sont des types plus spécifiques d’hydrogène gris. L’H₂ noir se produit lorsque du charbon est utilisé (généralement dans un processus de gazéification) pour produire de l’hydrogène. Nous utiliserons la couleur brune lorsque de la lignite (ou charbon brun) est utilisé à la faveur d’un processus de gazéification.

H₂ rouge

Le rouge quant à lui, est produit à partir de biomasse. La biomasse peut être transformée pour produire du dihydrogène (H₂) par gazéification. Selon le type de biomasse et l’utilisation de technologies de captage et de stockage du carbone, l’hydrogène rouge peut émettre moins de CO₂ que le gris. Dans le cas où le CO₂ est complètement capturé et qu’il n’y a pas d’autres émissions, cet hydrogène rouge peut donc être considéré comme vert.

H₂ rose

L’hydrogène rose fait référence un mode de production par électrolyse alimentée par l’énergie nucléaire. L’H₂ rose est généralement considéré comme vert car il ne produit que très peu de CO₂ lors de son cycle de production.

H₂ jaune

La couleur jaune indique parfois qu’il est produit par électrolyse grâce à l’énergie solaire. Cependant, il est également utilisé pour indiquer que l’électricité utilisée pour l’électrolyse provient de sources mixtes. Ce mélange de sources provient du réseau électrique et est basé sur la disponibilité et peut aller des énergies renouvelables aux combustibles fossiles. Par définition, nous ne savons pas si l’hydrogène est bas carbone, ou pas…

H₂ turquoise

Peu utilisé à grande échelle, l’hydrogène turquoise est produit à l’aide d’un processus de pyrolyse du méthane (CH₄) qui créé de l’hydrogène moléculaire d’une part, et du carbone solide d’autre part. L’hydrogène turquoise est considéré comme une source énergétique bas carbone. La condition est que le processus thermique soit alimenté par des ENR et que le carbone soit systématiquement capturé.

H₂ blanc

La dernière couleur est le blanc. Dans la nature, on peut trouver de l’hydrogène sous forme gazeuse, qui possède la particularité d’être incolore. Cet « H₂ blanc » est un gaz géologique naturel qui peut être (rarement…) trouvé dans des gisements souterrains. Il n’existe actuellement aucune stratégie viable pour exploiter ces gisements, c’est pourquoi nous appliquons différents procédés pour les générer artificiellement (gazéification, électrolyse, pyrolyse du méthane, …).