Actuellement, l'hydrogène a deux utilisations principales : d'une part, il sert de matière de base pour la production d'ammoniac (engrais) et de méthanol ; d'autre part, il est utilisé comme réactif dans les procédés de raffinage des bruts en produits pétroliers, carburants et biocarburants.
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.
L'hydrogène n'est pas un inconnu. Ce gaz était déjà utilisé pour gonfler les zeppelins dans les années 1920. Il est aujourd'hui utilisé largement dans l'industrie chimique et pétrochimique. Notre pays compte 613 km de pipelines souterrains d'hydrogène, le plus long réseau d'Europe.
La pile à combustible est un générateur qui convertit l'énergie d'un combustible en électricité par réaction électrochimique. Les combustibles les plus utilisés sont le gaz naturel et l'hydrogène, que nous étudions ici.
Si les piles à combustibles suscitent un tel engouement, c'est parce qu'elles présentent de nombreux avantages primordiaux aujourd'hui : - Elles produisent de très bons rendements énergétiques. - Elles sont très peu ou pas polluantes (selon le combustible utilisé). - Elles sont silencieuses.
Alimentée par un mélange d'air et d'hydrogène, la pile convertit l'énergie chimique de l'hydrogène en énergie électrique suivant le principe inverse de l'électrolyse.
Il existe trois méthodes pour fabriquer de l'hydrogène : l'électrolyse de l'eau, le reformage du gaz (ou vaporeformage) et la pyrolyse de méthane.
L'hydrogène est une solution zéro émission. Un véhicule à hydrogène est un véhicule électrique qui consomme de l'hydrogène et ne rejette que de l'eau. Il combine le meilleur des deux mondes : aucune pollution, une autonomie équivalente à celle d'un véhicule thermique, et un temps de recharge très court.
La pile à combustible à hydrogène a deux avantages de poids par rapport aux moteurs thermiques. Elle ne rejette aucun élément polluant lors de la distribution d'énergie, ce qui en fait un allié précieux dans la lutte contre le réchauffement climatique.
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.
Grâce aux piles à combustible, il peut être utilisé pour produire et stocker de l'électricité décarbonée. En transformant l'hydrogène en un autre carburant utilisable dans les moteurs actuels, l'hydrogène a le potentiel de décarboner le secteur routier, ferroviaire, maritime et de l'aviation.
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.
Une pile (ou un accumulateur) transforme l'énergie chimique en énergie électrique. Il se produit dans une pile une réaction d'oxydation-réduction. Pour que cette réaction se produise dans votre pile, il faut qu'elle dispose de deux matériaux. Ces deux matériaux vont générer un flux d'électrons.
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.
Le prix d'un plein d'hydrogène +
Quant au plein d'hydrogène, le kilo est actuellement facturé entre 10 € et 15 €. Les véhicules à hydrogène actuels en embarquent 6 kg environ.
Le parc mondial de voitures à hydrogène atteint 33 627 voitures en 2020, dont 10 041 en Corée du sud, 9 135 aux États-Unis, 5 446 en Chine, 4 100 au Japon et 2 402 en Europe. Fin 2018, selon l'AIE, 11 200 voitures à hydrogène circulaient dans le monde, dont plus de 9 000 Toyota Mirai .
Quand l'hydrogène est produit à partir d'hydrocarbures, cela pose plusieurs problèmes écologiques. D'abord, il faut extraire ces hydrocarbures, ces énergies fossiles, ce qui génère des dégradations environnementales et des émissions de CO2.
Les particuliers pourront acheter un modèle (aux alentours de 5000 €) ou souscrire à une location longue durée (89 € par mois pour une location de 4 ans avec entretien compris et hydrogène illimité aux bornes).
Hors de cet aspect général l'inconvénient principal est que la pile doit fonctionner à partir d'un combustible qui ne peut guère être que de l'hydrogène pur, lequel peut être produit à partir de charbon, de gaz naturel ou de fermentations.
Et pourtant, malgré les multiples usages évoqués ci-dessus, la pile à combustible n'est pas réellement disponible pour l'usager. Cela s'explique par différents verrous qu'il est nécessaire de lever avant tout développement industriel [...]
Utilisé comme carburant, l'hydrogène permet de produire de l'électricité à l'aide de piles à hydrogène embarquées. Il constitue ainsi une énergie complémentaire aussi bien pour des véhicules équipés de moteur à combustion interne fonctionnant au gaz (bus, bennes à ordures ménagères) que pour des véhicules électriques.
Les sources sont le gaz naturel ou le biogaz. La gazéification est un autre procédé permettant de transformer un composé solide en gaz riche en hydrogène. Les sources sont principalement le charbon et la biomasse. Ces technologies de production de l'hydrogène sont émettrices de CO2.
Ensuite, la production d'électricité à partir d'hydrogène est possible grâce aux piles à combustible. L'hydrogène y est combiné à l'oxygène de l'air pour générer un courant électrique. Ce mode de fabrication n'émet pas de gaz à effet de serre, seulement de la chaleur et de l'eau.