Le développement de l’hydrogène par le nucléaire

Une solution envisageable

Commençons par définir ce qu’est l’hydrogène dit “décarboné”. Il est considéré comme décarboné lorsque sa production et son utilisation permettent d’éviter au moins 70% des émissions de CO2 constatées avec une production à partir de sources fossiles.

Dans le but de réduire son impact, certains pays s’orientent vers l’électronucléaire.
Le principe ? Combiner des réacteurs nucléaires de puissance avec une usine de production d’hydrogène. Ce système de cogénération doit être équipé soit d’un dispositif d'électrolyse, soit de composants permettant la mise en œuvre de processus thermochimiques.

D’autres pays étudient des méthodes à l’aide de centrales nucléaires pour réduire leurs émissions de carbone dans les secteurs de l’énergie, de l’industrie et des transports. C’est un moyen de tirer davantage profit d’une centrale et d’en améliorer sa rentabilité.

La position de la France sur le sujet

En France, la stratégie hydrogène a été officiellement annoncée le 8 septembre 2020 dans laquelle Macron avait présenté son plan France 2030 avec l’Hydrogène vert. Il annonçait vouloir s’appuyer sur le nucléaire pour appliquer la méthode de l’électrolyse.

De plus, un appel à projets “écosystèmes territoriaux” a été lancé depuis 2018, avec pas moins de 46 projets sélectionnés pour un investissement de 1,2 Milliard d’euros.
La cible étant de produire massivement de l’hydrogène afin de décarboner en priorité :

• L'industrie (raffinage des produits pétroliers, carburants, biocarburants, fabrication d’acier…)
• Les transports, notamment les transports lourds, les plus émetteurs de CO2. L’hydrogène répond aux besoins de forte puissance et d’autonomie. Le ferroviaire n’est pas sans reste, la SNCF annonce les premiers TER hydrogènes dans les gares en 2025.
• Pour en arriver potentiellement aux flux aériens sur l’aviation de tourisme qui pourrait ouvrir la voie.

La mise à jour du plan France 2030 a été mise en consultation du 15 décembre 2023 au 19 janvier 2024. L'objectif est de faire de la France le leader de l’hydrogène vert.

Ce plan porte les enjeux suivants :

• Des enjeux de la souveraineté énergétique pour réduire notre dépendance vis-à-vis des importations d’hydrocarbures
• Des enjeux économiques par la création d’une nouvelle filière créatrice d’emplois
• Des enjeux d’indépendance technologique pour valoriser les atouts dont dispose la France dans la compétition mondiale
• Des enjeux environnementaux présentés initialement au lancement de la stratégie hydrogène.

Les limites de la solution

Nous ne pouvons pas actuellement compter sur la simple utilisation des parcs éoliens et photovoltaïques pour la production, à l’heure actuelle, celui-ci ne permet de produire que 640.000 tonnes d’hydrogène.

Enfin, l’utilisation du nucléaire serait certes un moyen de production décarboné, mais pour produire de l’hydrogène vert, il faut passer par l’électrolyse de l’eau.
Celle-ci nécessite de disposer des électrolyseurs en nombres qui sont pour l’instant insuffisants.

Qu’est-ce qui est véritablement lancé ?

À l’heure actuelle, AirLiquide et Siemens Energy ont inauguré à Berlin, fin 2023, la première gigafactory d’électrolyseurs PEM au monde pour la production d’hydrogène bas carbone.

La production initiale est d’un gigawatt par an pour un objectif de 3 gigawatts par an d’ici 2025, soit 1200 tonnes d’hydrogène supplémentaires.
L’électrolyseur du projet Normand’Hy à Port-Jérôme, en plus des autres gigafactory existantes et futures permettrait d'éviter le rejet de près de 250 000 tonnes de CO2 chaque année.

L’appels à projet “écosystèmes territoriaux” a pour objectif la production d’environ 80 MW de capacité d’électrolyse pour fournir 8000 tonnes par an d’hydrogène décarboné distribuées par une centaine de stations d’hydrogène, en vue d’alimenter plus de 820 bus ou véhicules lourds, permettant d’éviter 103 000 tonnes de CO2 par an.

Enfin, nous pouvons observer qu’il est possible d’envisager la production d’hydrogène vert si 3 conditions sont réunies :

• Avoir des gigafactories de production d'électrolyseurs
• Une source d’énergie conséquente par le nucléaire pour réaliser la méthode d’électrolyse à moindre coût ou par la méthode de la thermochimie en utilisant les hautes températures produites par les centrales.
• Un fond d'investissement lourd pour la mise en place de cette cogénération