Traditionnellement utilisé dans l'industrie, l'hydrogène peut être produit par électrolyse de l'eau, si l'électricité utilisée est d'origine renouvelable on dit alors qu'il est vert.
L'hydroélectricité est la première source d'électricité renouvelable en France et dans le monde : cette technique exploite la force de l'eau pour la transformer en courant électrique, via des centrales hydrauliques installées sur des cours d'eau naturels ou des barrages.
Aujourd'hui, pour des raisons économiques, 95 % de l'hydrogène est produit à partir de sources fossiles : par reformage de gaz naturel notamment ou par gazéification de charbon de bois. Des procédés a priori émetteurs de CO2. Cet hydrogène ne peut donc pas être considéré comme propre.
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a assuré dans un rapport qui date déjà de 2019 que l'hydrogène est une énergie d'avenir. En effet, grâce à son faible rejet de CO2 cette énergie paraît être une alternative crédible. Effectivement associée à une pile à combustible, cette énergie ne rejette pas de CO2.
L'hydrogène est un gaz qui est difficile à stocker car il est tellement petit et léger qu'il se faufile partout et il nécessite d'importants moyens techniques pour le stocker à température basse et à très haute pression.
Pour un véhicule utilitaire léger, il faut compter 1 kg d'hydrogène pour parcourir 100 kilomètres. Le prix de l'hydrogène étant de 12€ à 15€ le kilo. On estime qu'un plein d'hydrogène revient donc à peu de chose près au même tarif qu'un plein de Gazole a kilométrage équivalent.
L'hydrogène est inodore, incolore et insipide, de sorte que les fuites sont difficiles à détecter par les seuls sens humains. L'hydrogène n'est pas toxique, mais dans les environnements intérieurs comme les salles de stockage des batteries, l'hydrogène peut s'accumuler et provoquer une asphyxie en remplaçant l'oxygène.
L'atome d'hydrogène, très petit est parmi les plus difficiles à contenir, y compris sous forme de molécule de dihydrogène. Sa liquéfaction nécessite de le refroidir à environ -253 °C (de tous les gaz, seul l'hélium est plus difficile à liquéfier). Cette liquéfaction est à ce jour très consommatrice d'énergie.
Le procédé le plus courant de fabrication de l'hydrogène est le reformage (conversion de molécules à l'aide de réactions chimiques) du gaz naturel par de la vapeur d'eau surchauffée. On parle alors de vaporeformage.
Sur Terre il est surtout présent à l'état d'eau liquide, solide (glace) ou gazeuse (vapeur d'eau), mais il se trouve aussi dans les émanations de certains volcans sous forme H2 et de méthane CH4.
Les énergies renouvelables devraient pouvoir répondre à nos besoins actuels et futurs de manière efficace et avec un impact limité pour l'environnement. Actuellement, nous utilisons l'éolien, le solaire thermique, le solaire photovoltaïque, la biomasse, la géothermie et l'énergie hydraulique.
Carburant propre : une pile à combustible alimentée par l'hydrogène produit de l'électricité et le processus chimique rejette de l'eau. C'est ainsi que l'hydrogène apporte l'énergie nécessaire aux véhicules équipés d'une pile à combustible et permet une mobilité sans émission de polluants.
Avec des ventes et stations confidentielles, la technologie hydrogène peine à percer en France, mais pourrait trouver son intérêt chez les utilitaires et camions. Avec 14 ventes en France en 2021, autant dire que l'hydrogène est confidentiel en France.
L'hydrogène est un vecteur d'énergie très prometteur. Grâce au procédé d'électrolyse et à l'aide de pile à combustible, il est possible de convertir l'électricité produite en trop par les énergies renouvelables en hydrogène.
L'hydrogène vert représente une solution d'avenir pour aider l'industrie pétrochimique à augmenter son offre de carburants synthétiques. Quant au secteur des transports, il pourra, à long terme, tirer profit de ces carburants verts et trouver des solutions durables pour réduire ses émissions de GES.
L'hydrogène n'est pas une source d'énergie mais un « vecteur énergétique » : il doit être produit puis stocké avant d'être utilisé.
L'hydrogène comme vecteur énergétique
C'est la méthode la plus utilisée, mais elle provoque des rejets conséquents de gaz à effet de serre dans l'atmosphère (séparation du carbone et de l'hydrogène et production de CO et de CO2 en parallèle du dihydrogène).
Comment fonctionne concrètement le véhicule à pile à combustible à hydrogène ? Leur énergie électrique est fournie par une pile à combustible. L'hydrogène est stocké sous pression dans les réservoirs dédiés du véhicule. Ce gaz (H2), ainsi que le dioxygène (O2) de l'air ambiant, alimente la pile à combustible.
Ce procédé consiste, en résumé, à injecter un courant électrique dans l'eau, de manière à dissocier les atomes d'oxygène et d'hydrogène. Ces atomes d'hydrogène sont ensuite récupérés et stockés. L'hydrogène peut être transformé à nouveau en électricité propre grâce à la pile à combustible.
Vers 2024, la production de ce gaz permettra de générer près de 6 gigawatts d'énergie et environ 40 gigawatts en 2030. Ce plan européen évoquant entre 180 et 470 milliards d'euros d'investissements jusqu'en 2050 devrait donc participer à une rapide expansion des voitures à hydrogène dans les années à venir.
L'hydrogène est un combustible qui brûle jusqu'à 2800 degrés Celsius (environ 700C en cas de combustion dans l'air). (et en mélangeant le gaz avec l'hydrogène existant).
Le corps simple H2 est mis en évidence à l'état gazeux par Cavendish en 1766, qui l'appelle « air inflammable » parce qu'il brûle ou explose en présence d'oxygène, produisant de la vapeur d'eau.
Sur une voiture à hydrogène, l'autonomie n'est pas un réel problème. Si l'offre reste encore limitée, les modèles aujourd'hui commercialisés peuvent parcourir plus de 500 à 600 km avec un plein.
Ces véhicules électriques à hydrogène se rechargent en moins de cinq minutes et offrent une autonomie d'environ 500 km. Et surtout ils ne produisent aucune pollution : zéro gaz à effet de serre, zéro particule et zéro bruit.
Couper l'alimentation; en cas d'impossibilité et en l'absence de risque à proximité, laisser le feu s'éteindre. Sinon, l'éteindre avec de l'eau pulvérisée, de la poudre, du dioxyde de carbone. En cas d'incendie: maintenir les bouteilles à basse température en les arrosant d'eau.