L'augmentation des émissions d'hydrogène contribue (aussi) au réchauffement de la planète
L'hydrogène a été peu abordé dans les débats sur le climat car il ne retient pas la chaleur comme le font le dioxyde de carbone ou le méthane. Cependant, une nouvelle étude montre que l'hydrogène contribue au réchauffement climatique.
L'augmentation des émissions d'hydrogène contribue au réchauffement climatique. Cette hausse, observée ces trente dernières années, a accentué le réchauffement planétaire en amplifiant l'effet néfaste d'autres gaz.
L'hydrogène dans l'atmosphère
L'hydrogène ne réchauffe pas directement la planète, mais il modifie la composition chimique de l'atmosphère. Dans l'air, des substances chimiques naturelles agissent comme des détergents, en décomposant le méthane, l'un des gaz à effet de serre les plus puissants que nous émettons. Lorsque la concentration d'hydrogène augmente, ces détergents sont consommés, ce qui permet au méthane de persister plus longtemps et donc de retenir la chaleur plus longtemps.
Rob Jackson, chercheur à l'université de Stanford et auteur principal de l'article publié dans Nature, ainsi que président du consortium, explique : « L'hydrogène est la plus petite molécule au monde et s'échappe facilement des pipelines, des installations de production et des sites de stockage. Le meilleur moyen de limiter le réchauffement climatique dû à l'hydrogène est d'éviter les fuites et de réduire les émissions de méthane, qui se décompose en hydrogène dans l'atmosphère.»
L'hydrogène contribue indirectement au réchauffement de l'atmosphère environ 11 fois plus vite que le dioxyde de carbone sur une période de 100 ans et environ 37 fois plus vite au cours des 20 premières années suivant son émission. Ce réchauffement est d'origine chimique et non lié à un effet de piégeage de la chaleur.
Étude sur l'hydrogène
Zutao Ouyang, professeur adjoint de modélisation des écosystèmes à l'Université d'Auburn et principal auteur de l'étude, explique : « Une plus grande quantité d'hydrogène signifie moins de détergents dans l'atmosphère, ce qui prolonge la persistance du méthane et, par conséquent, le réchauffement climatique.» Le méthane s'accumule dans les combustibles fossiles, l'agriculture et les décharges, puis se décompose dans l'atmosphère et s'oxyde pour former de l'hydrogène. L'augmentation des concentrations d'hydrogène prolonge la durée de vie du méthane, créant ainsi un cycle.
Jackson affirme : « Le principal facteur d'augmentation de l'hydrogène dans l'atmosphère est l'oxydation du méthane atmosphérique, dont la concentration ne cesse de croître.» Depuis 1990, la croissance annuelle estimée du volume d'hydrogène produit par la décomposition du méthane a été d'environ 4 millions de tonnes et a atteint 27 millions de tonnes en 2020. Les fuites liées à la production industrielle d'hydrogène et à la fixation de l'azote utilisée en agriculture pour le soja sont des sources d'origine humaine. Les feux de forêt constituent une source naturelle dont la tendance reste incertaine.
Changements dans l'hydrogène
Les concentrations d'hydrogène dans l'atmosphère ont augmenté d'environ 70 % entre l'ère préindustrielle et 2003, puis ont recommencé à grimper en 2010. Entre 1990 et 2020, cette augmentation est principalement due à l'activité humaine. Le sol joue un rôle essentiel dans la dépollution de l'atmosphère lorsque le gaz est présent dans le gaz. Environ 70 % des émissions ont été absorbées par les bactéries du sol qui utilisent l'hydrogène comme source d'énergie, mais il en reste suffisamment pour modifier la chimie atmosphérique. Ces réactions créent également de l'ozone et de la vapeur d'eau dans la haute atmosphère et peuvent influencer la formation des nuages.
Depuis la révolution industrielle, l'augmentation des concentrations d'hydrogène a contribué à hauteur de 0,02°C au réchauffement climatique. Cela équivaut au réchauffement total causé par les émissions cumulées d'un grand pays industrialisé comme la France tout au long de sa vie. Chaque fraction de degré compte ; les petits changements finissent par avoir un impact significatif. « Nous devons mieux comprendre le cycle global de l'hydrogène et ses liens avec le réchauffement climatique afin de soutenir une économie de l'hydrogène durable et respectueuse du climat », affirme Jackson.