Production d'hydrogène

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Description globale

L’hydrogène est un gaz obtenu à partir d’une source énergétique « primaire » (ex : gaz naturel) ou « secondaire » (ex : électricité) selon les procédés. On distingue l’hydrogène volontairement produit par un procédé et l’hydrogène coproduit, résultant d’un procédé non dédié à sa production. Les facteurs d’émissions proposés sont exclusivement issus de procédés de production volontaire, étant les plus sujet à évolution selon la demande.

Le procédé de production le plus répandu actuellement est le reformage de gaz naturel, mais des données sont également proposées pour le reformage de biométhane et l’électrolyse de l’eau.

 

L’unité de valeur retenue pour l’hydrogène en tant que vecteur énergétique est un kg d’hydrogène en sortie d’unité de production, respectant la norme de pureté ISO 14687:2019. Ce périmètre est compatible avec la traçabilité de l’hydrogène définie par le décret correspondant.

 

Méthodologie

Les facteurs d'émission proposés sont issus de l’étude « Analyse du Cycle de Vie relative à la mobilité hydrogène » - produite en 2020 par l’ADEME, Sphera et Gingko21.

Les valeurs renseignées dans la Base Carbone® correspondent au périmètre "Cradle to gate" : émissions amonts et infrastructures jusqu'à la sortie de l'unité de production.

 

 

 

Mix énergétique utilisé pour la production

Electricité

Réseau FR : Donnée prévisionnelle 2023 issue de la « Programmation pluriannuelle de l’énergie 2019-2023 /2024-2028 » du Ministère de la Transition Ecologique

Réseau EU : Donnée prévisionnelle 2023 issue de l’AIE

Source photovoltaïque, éolien, hydraulique : Base Carbone®

Source mix EnR : Rapport « Un mix électrique 100% renouvelable ? Analyses et optimisations », ADEME, 2015

Gaz naturel

Base GaBi, mix moyen Français

Biométhane

Base Carbone®, mix moyen Français

 

L’ACV ayant chiffré des facteurs d’émission très proches pour la technologie d’électrolyse alcaline et PEM (Proton Exchange Membrane), la valeur présentée est une moyenne des deux technologies. . Une hypothèse de fonctionnement sur 1500h a été prise pour l’approvisionnement Photovoltaïque et sur 2200h pour l’approvisionnement éolien.

 

Résultats

 

Les facteurs d’émission pour la production d’hydrogène sont proposés par type de procédé. Pour information, en 2020, le procédé majoritaire reste le vaporeformage de gaz naturel. Il est donc à prendre par défaut en l’absence d’information.

 

Procédé

Production (kgCO2/kgH2)

Vaporeformage de gaz naturel (SMR)

11,1

Vaporeformage de biométhane (SMR biométhane)

2,13

Electrolyse réseau France

2,77

Electrolyse réseau Europe

19,8

Electrolyse mix EnR

1,59

Electrolyse source photovoltaïque

2,58

Electrolyse source éolien

0,70

Electrolyse source hydraulique

0,45

 

L’impact d’une compression à 200 bars utilisant le réseau électrique Français est de 0,1 kgCO2/kgH2.

L’impact du transport routier d’hydrogène à 200 bars, la norme actuelle, est de 1,12 kgCO2/kgH2/100km. Au vu de l’incertitude de la donnée due à la maturité de la technologie, le facteur d’émission d’un transport d’hydrogène à 500 bars n’est pas disponible dans la Base Carbone®. Cependant, à titre d’information, l’ACV 2020 a estimé que ce type de transport abaisserait l’impact à environ 0,35 kgCO2/kgH2/100km.

Sources :

[170] ADEME, Sphera et Gingko21. "Analyse du Cycle de Vie relative à la mobilité hydrogène" (2020)