Comparaison : CO2 vs hydrogène comme gaz polluant : quel impact ?

L’hydrogène dit « propre » représente moins de 1 % de la production mondiale totale, le reste provenant majoritairement de sources fossiles. Un kilogramme d’hydrogène généré par vaporeformage du méthane libère en moyenne 9 à 12 kg de CO₂, alors que l’utilisation directe de carburants fossiles affiche des rendements énergétiques différents et des émissions plus faciles à quantifier. Les véhicules à hydrogène, souvent présentés comme décarbonés, dépendent en réalité du mix énergétique utilisé pour produire le gaz. Les comparaisons entre hydrogène et CO₂ soulignent des enjeux techniques et économiques rarement abordés dans les débats publics.

CO2 et hydrogène : deux gaz, des impacts environnementaux différents

Dans le tumulte des discussions sur la transition énergétique et la réduction des émissions de gaz à effet de serre, le CO2 et l’hydrogène s’affrontent sur le terrain de la pollution et de l’empreinte écologique. Le CO2, produit en masse par la combustion des énergies fossiles comme le charbon, le gaz naturel ou le pétrole, s’accumule dans l’atmosphère et accentue le réchauffement climatique en renforçant l’effet de serre. Son impact ne s’efface pas en quelques années : il s’inscrit dans la durée, bouleversant l’équilibre climatique.

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Face à lui, l’hydrogène intrigue et séduit, promu comme la clé d’une révolution énergétique. Mais la réalité, loin des slogans publicitaires, est plus nuancée. Aujourd’hui, 95 % de l’hydrogène est issu de ressources fossiles, en particulier du méthane. Cette production génère de fortes émissions indirectes de carbone. Certes, brûler de l’hydrogène ne libère pas de CO2, mais tout dépend de la façon dont il a été fabriqué : la provenance de l’énergie pèse lourd dans la balance.

Voici les principales différences à retenir :

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• CO2 : responsable direct du changement climatique, il reste dans l’atmosphère pendant des décennies et représente un défi majeur pour la France et tous les secteurs industriels.
• Hydrogène : son impact fluctue selon le mode de production ; il peut permettre une réduction de l’empreinte carbone si la source est renouvelable, mais reste aujourd’hui étroitement lié aux énergies fossiles.

Le débat se structure autour de la différence entre émissions directes et émissions indirectes. Le CO2, omniprésent, exige de surveiller chaque maillon de la chaîne énergétique. L’hydrogène, quant à lui, ne tiendra ses promesses que si l’on développe massivement sa production décarbonée, encore marginale aujourd’hui. Impossible de trancher entre ces deux gaz sans élargir la perspective et examiner l’ensemble de leur impact écologique dans la durée.

Quelles émissions pour chaque source d’énergie utilisée ?

Les émissions varient fortement selon la source d’énergie mobilisée. Le charbon et le gaz naturel dominent toujours la production mondiale d’électricité et restent les principaux émetteurs de CO2. Une centrale à charbon libère jusqu’à 900 grammes de CO₂ pour chaque kilowattheure d’électricité produit, contre environ 400 grammes pour le gaz naturel. Cette dépendance aux fossiles alourdit le bilan climatique du secteur électrique, en France comme ailleurs.

Le développement des énergies renouvelables commence à modifier cet état de fait. Solaire et éolien, en pleine croissance, permettent de diviser par vingt les émissions directes : moins de 50 grammes de CO₂ par kilowattheure pour ces filières, contre des centaines pour le charbon ou le gaz. La France, avec son mix largement dominé par le nucléaire et l’hydraulique, affiche d’ailleurs l’un des plus faibles taux d’émissions carbone du secteur électrique.

Le choix de la source d’électricité utilisée pour produire de l’hydrogène détermine toute la suite. Si l’électrolyse est alimentée par du solaire ou du nucléaire, le bilan est favorable. Mais si l’électricité provient de centrales à charbon ou à gaz, l’hydrogène devient une source indirecte de CO2. La cohérence des politiques énergétiques devient alors un enjeu central : il faut accélérer le développement des renouvelables, limiter l’usage des fossiles et améliorer l’efficacité des technologies bas-carbone.

Hydrogène : un gaz propre seulement en apparence ?

L’hydrogène captive l’imaginaire et fait rêver les industriels. On le présente comme la voie royale vers une industrie et des transports décarbonés. Pourtant, la grande majorité de l’hydrogène produit aujourd’hui l’est via des procédés qui rejettent d’importantes quantités de CO2. Environ 95 % de l’hydrogène mondial provient du vaporeformage du gaz naturel : à chaque kilo d’hydrogène, ce sont plus de dix kilos de CO2 qui sont rejetés dans l’atmosphère.

L’électrolyse de l’eau, alimentée par de l’électricité d’origine renouvelable, change la donne. Mais cette filière, encore peu développée en France, reste minoritaire. L’électrolyse n’a de sens écologique que si l’électricité utilisée est réellement propre : sinon, l’hydrogène “propre” n’est qu’un mirage.

Comparer l’hydrogène au CO2 oblige à examiner de près les méthodes de production. L’expression « hydrogène décarboné » n’a de valeur que lorsque toute la chaîne respecte une logique bas-carbone. Les industriels veulent aller vite, mais la transition ne se décrète pas avec des slogans. La complexité du problème impose un regard lucide sur chaque étape du cycle.

Voici les deux principales catégories d’hydrogène à connaître :

• Hydrogène gris : obtenu à partir de gaz naturel, il émet plus de dix kilos de CO₂ pour chaque kilo produit.
• Hydrogène vert : issu de l’électrolyse de l’eau avec de l’électricité renouvelable, il s’approche de la neutralité carbone.

Tout se joue dans la méthode de fabrication. L’hydrogène n’est pas une énergie miracle en soi ; il n’est qu’un vecteur dont la vertu dépend de la façon dont on le produit.

Véhicules à hydrogène ou thermiques : quel choix pour limiter la pollution ?

Les voitures thermiques, qu’elles roulent à l’essence ou au diesel, figurent parmi les champions des émissions de CO2 dans le secteur des transports. Pour chaque litre consommé, une quantité considérable de dioxyde de carbone s’échappe dans l’atmosphère. En moyenne, une voiture essence relâche plus de 120 g de CO₂ par kilomètre, sans mentionner les autres polluants comme les particules fines.

Face à ce défi, les véhicules à hydrogène promettent un changement radical. Grâce à la pile à combustible, ils produisent de l’électricité à bord et ne rejettent que de la vapeur d’eau. Mais ce tableau flatteur cache une réalité : le bilan carbone du véhicule dépend avant tout du mode de production de l’hydrogène. Si l’hydrogène vient de ressources fossiles, le gain pour la planète fond comme neige au soleil. À l’inverse, un hydrogène vraiment vert permet une nette diminution de l’empreinte carbone.

Voici, en résumé, les différences majeures à retenir :

• Voiture thermique : émissions massives de gaz à effet de serre à chaque utilisation.
• Voiture à hydrogène : émissions nulles à l’utilisation, mais un bilan global qui dépend de la source d’hydrogène.

La réalité du terrain complique la donne. En France, l’infrastructure de recharge pour l’hydrogène reste marginale, et la production d’hydrogène vert progresse lentement. Pour transformer le secteur des transports, il faudra plus qu’un changement de carburant : c’est tout le modèle automobile et la politique énergétique qu’il faudra repenser. De telles transitions ne s’opèrent pas en un claquement de doigts, mais les choix collectifs faits aujourd’hui façonneront le paysage environnemental de demain.