C'est LA technique pour produire de l'hydrogène, qui consiste à « casser » des molécules d'eau à l'aide d'un courant électrique (via un électrolyseur), afin d'en extraire le dihydrogène H2. Pour que cet hydrogène soit considéré comme « vert » ou renouvelable, l'électricité utilisée doit être elle-même décarbonée.
Pour produire de l'hydrogène vert, on a ainsi recours au procédé d'électrolyse de l'eau, qui n'émet pas de gaz à effet de serre. Il consiste à décomposer les molécules de l'eau en dioxygène et dihydrogène grâce à un courant électrique. L'électricité utilisée doit être d'origine renouvelable.
Car l'hydrogène vert souffre également d'un certain nombre d'inconvénients que ne manquent pas de mettre en avant ses opposants : De faibles rendements. Le processus de production d'hydrogène par électrolyse conduit à une perte énergétique de l'ordre de 30 %.
Comment produit-on l'hydrogène ? Différentes techniques de production existent : le reformage du gaz naturel à la vapeur d'eau est la technique la plus répandue. Il s'agit de faire réagir du méthane avec de l'eau pour obtenir un mélange contenant de l'hydrogène et du CO2.
Grâce à sa filiale Hynamics, la société est capable de produire et de fournir de l'hydrogène propre. Engie figure aussi parmi les principaux fournisseurs d'hydrogène vert. C'est cette entreprise qui fournit le Coradia iLint, premier train de passagers à hydrogène vert au monde.
La Chine est actuellement le plus grand consommateur et producteur mondial d’hydrogène.
Faible efficacité due à d'importantes pertes d'énergie
La méthode la plus propre pour produire de l'hydrogène est l'électrolyse, qui consiste à utiliser l'électricité pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène. Mais ce procédé consomme beaucoup d'énergie et son rendement est bien inférieur à 100 %.
Cependant, les meilleurs procédés actuels d'électrolyse de l'eau ont un rendement électrique effectif de 70 à 80 %, de sorte que la production de 1 kg d'hydrogène (qui a une énergie spécifique de 143 MJ/kg ou environ 40 kWh/kg) nécessite 50 à 55 kWh d'énergie. électricité.
électricité renouvelable nécessaire à l'alimentation de l'électrolyseur . Cela rend la production d’hydrogène vert plus coûteuse que celle d’hydrogène bleu, quel que soit le coût de l’électrolyseur. Un faible coût de l’électricité est donc une condition nécessaire pour produire de l’hydrogène vert compétitif.
Cela signifie que pour produire 1 kg d'hydrogène, 9 kg d'eau sont nécessaires. En réalité, 10 à 13 kg d'eau sont nécessaires en raison des pertes et des inefficacités.
Climate experts (without links to fossil fuels) say green hydrogen can only be green if new renewable sources are constructed to power hydrogen production – rather than drawing on the current grid and questionable carbon accounting schemes.
Aussi appelé hydrogène renouvelable, l’hydrogène vert est obtenu par électrolyse de l’eau. Le plus important est que ce processus soit entièrement alimenté par des énergies renouvelables, il ne génère donc aucune émission polluante dans l'atmosphère et constitue l'hydrogène le plus propre et le plus durable .
Avec cette méthode, les émissions de CO2 par kilowatt/heure sont beaucoup trop élevées. Actuellement l'hydrogène industriel est produit en majeure partie directement à partir de gaz naturel. Mais avec ce type de production aussi, la pile à combustible n'apporte pratiquement aucun avantage écologique.
La voiture à hydrogène la moins chère coûte 72.250 EUR en France (Toyota Mirai, prix catalogue 2024). Cela devrait toutefois baisser si l'adoption se poursuit. Par exemple, la NamX HUV est annoncée à 65.000 EUR (sortie en 2025), pour une excellente autonomie de 800 km.
L'hydrogène natif peut être extrait de puits, la plupart du temps avec d'autres gaz comme l'azote, le méthane ou l'hélium. On en trouve dans de nombreuses roches mères, souvent dans des zones profondes (situées sous des bassins sédimentaires où opèrent généralement les compagnies pétrolières).
L'hydrogène en tant que carburant automobile est produit par un traitement approprié, comme l'électrolyse de l'eau. Il s'agit de la décomposition de l'eau en ions d'hydrogène et d'oxygène purs sous l'influence d'un courant électrique qui la traverse..
Coût de l'hydrogène aujourd'hui
En général, l’hydrogène produit à partir du gaz naturel est moins cher, avec un coût d’environ 1,5 à 5 dollars par kilogramme. En revanche, l’hydrogène produit par électrolyse, qui est plus durable, peut coûter environ 3 à 7 dollars le kilogramme.
L’hydrogène à faible teneur en carbone peut devenir compétitif au cours de la prochaine décennie. L’un des principaux obstacles à l’hydrogène à faible teneur en carbone est l’écart de coût par rapport à l’hydrogène provenant de combustibles fossiles constants. À l’heure actuelle, la production d’hydrogène à partir de combustibles fossiles est l’option la moins chère dans la plupart des régions du monde .
Fondamentalement, le programme Hydrogen « Earthshot » de 2021 vise à réduire le coût de fabrication de l’hydrogène vert via le reformage du méthane avec captage du carbone, ou électrolyse, à seulement 1 $ par kilogramme d’ici 2030. Mais 1 $/kg est environ 80 % inférieur aux 5 $/kg. coût actuel de l’hydrogène produit par électrolyse.
Le rapport révèle que l’hydrogène propre bénéficie actuellement d’un élan politique et commercial sans précédent, avec une multiplication rapide de politiques et de projets dans le monde. Il conclut qu’il est désormais temps de développer les technologies et de réduire les coûts pour permettre à l’hydrogène de devenir largement utilisé.
Les moteurs au gaz naturel génèrent des quantités extrêmement faibles de NOx. Pour tenir compte des petites traces d’émissions de NOx à l’échappement des moteurs à hydrogène, un système de post-traitement peut être nécessaire. Les véhicules à pile à combustible à hydrogène, en revanche, ne produisent aucun NOx ni aucun autre polluant atmosphérique .
Si l'électricité est produite à partir de sources sans carbone, cela permet la production d'hydrogène gazeux sans carbone, également appelé « hydrogène vert ». Ce processus transforme environ 70 à 80 % de l’énergie électrique en énergie chimique de l’hydrogène gazeux. Il faut environ 50 à 55 kilowattheures (kWh) pour produire 1 kg d'hydrogène.
Voici l'une des alternatives les plus connues en ce moment : la voiture à hydrogène. Pour rappel, les piles à combustible rechargeables fonctionnent dans la voiture grâce à un apport en hydrogène. Celui-ci est couplé à de l'air, ce qui permet de faire avancer le véhicule sous la forme d'électricité.
Les véhicules électriques à pile à combustible à hydrogène de dernière génération peuvent parcourir de plus grandes distances que de nombreux autres véhicules électrifiés. Par exemple, la Toyota Mirai peut vous accompagner sur 650 km avec un seul réservoir d'hydrogène. Et sans émissions.
L'hydrogène peut également servir de carburant pour les moteurs à combustion interne . Cependant, contrairement aux FCEV, ceux-ci produisent des émissions d’échappement et sont moins efficaces. Apprenez-en davantage sur les piles à combustible. L’énergie contenue dans 2,2 livres (1 kilogramme) d’hydrogène gazeux est à peu près la même que l’énergie contenue dans 1 gallon (6,2 livres, 2,8 kilogrammes) d’essence.