I. Présentation générale
Lorsque l’on parle de l’hydrogène comme source d’énergie pour le transport, il ne faut pas oublier que cet hydrogène a été produit à partir d’une autre source d’énergie primaire. En effet, l’hydrogène bien que très présent dans l’univers, n’est que très rarement présent sous une forme utilisable à des fins énergétiques: le dihydrogène, H2.
Il faut donc dépenser de l’énergie pour transformer l’hydrogène à disposition en dihydrogène exploitable. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie mais bien un moyen de la stocker ou de la transporter.
Il existe trois grands moyens de produire de l’hydrogène:
- A partir de combustible fossiles. Le procédé le plus courant est le vaporéformage qui consiste à faire réagir à haute température et à haute pression de l’eau et des combustibles fossiles afin de produire de l’hydrogène. Ce procédé a deux inconvénients principaux. Tout d’abord il produit une grande quantité de CO2 – pour quatre molécules de H2 produites, on produit une molécule de CO2. Enfin le rendement énergétique du procédé est inférieur à 50%. On perd donc beaucoup d’énergie par rapport à une utilisation directe du combustible fossile. 95% de l’hydrogène mondial est ainsi produit. La plupart des usages sont chimiques et non énergétiques.
- A partir d’eau. Grâce à de l’énergie électrique, on réalise une électrolyse de l’eau afin de produire du dihydrogène. Le coût de cette opération est assez élevé – 5 à 30 euros par kilogramme produit (pour 6 euros on peut obtenir la même quantité d’énergie sous forme d’essence). Cette technique a l’avantage de ne pas émettre de CO2 et peut donc constituer une solution d’avenir si l’électricité utilisée n’a pas été produite à partir de combustibles fossiles. Le rendement de l’électrolyse est plutôt bon – autour de 80%. 4% de l’hydrogène mondial est ainsi produit.
- A partir de biomasse. Ce procédé est similaire à la gazéification du charbon. Il a cependant l’avantage d’utiliser une source carbonée renouvelable et donc d’avoir un bilan CO2 nul. Il vient cependant en concurrence des agrocarburants de 2ème génération qui ont eux aussi besoin de biomasse.
L’hydrogène une fois produit peut se stocker sous différentes formes avant d’être réutilisé:
- Gazeuse. A température ambiante et en comprimant l’hydrogène à 700 bars on peut stocker assez d’énergie pour faire parcourir plusieurs centaines de kilomètres à une automobile dans un volume équivalent à celui d’un réservoir à essence classique.
- Liquide. En comprimant encore plus le gaz et en le refroidissant, on le fait passer à l’état liquide ce qui permet de réduire le volume de stockage. Cependant ce mode de stockage est gourmand en énergie et entraîne de pertes de 1 à 2% d’énergie par jour de stockage.
- Solide. Encore au stade expérimental, ces techniques seraient adaptées à une utilisation stationnaire de l’hydrogène
Notons que le stockage de l’hydrogène doit faire l’objet de précaution car ce gaz est inflammable et très volatil. Les installations doivent mettre l’accent sur la sécurité.
Enfin concernant son utilisation dans les transports, l’hydrogène est consommé grâce à une pile à combustible. Les technologies de piles sont très diverses; cette large gamme de fonctionnement permet de s’adapter aux différents besoins.
II. Normes européennes
