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Quel potentiel pour l’hydrogène ?

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(Crédits : DR)
Souvent présenté comme l’énergie propre du futur, l’hydrogène s’adapte à tous les usages, du chauffage à l’alimentation des fusées. Il constitue également une solution de stockage complémentaire de l’électricité.

Chaque année, environ 60 millions de tonnes d'hydrogène sont produites dans le monde, dont un peu moins d'un million en France (source : Association Française pour l'Hydrogène et les Piles à Combustible / AFHYPAC). Actuellement, cette ressource est principalement utilisée dans la production d'ammoniac ou dans le raffinage de produits pétroliers, mais si elle servait exclusivement aux besoins énergétiques, elle représenterait moins de 2% de la production mondiale. Pourtant, une étude de l'Hydrogen Council estime que ce gaz pourrait représenter un cinquième de l'énergie totale consommée en 2050.

15 millions de véhicule à hydrogène en 2030 ?

Les raisons de cet engouement résident d'abord dans le rendement de cette ressource. Selon l'IFP Énergies Nouvelles (IFPEN), un kilo d'hydrogène contient autant d'énergie que 2,8 kilos d'essence. Sans compter qu'il s'agit de l'élément le plus abondant dans l'univers (92% du nombre d'atomes d'après Daniel Hissel, directeur de recherche au CNRS). Très logiquement, c'est donc l'industrie automobile qui a lancé les premières expérimentations avec la Toyota Mirai et la Hyundai iX35 (récemment remplacé par le Nexo).

De manière générale, les transports constituent le premier débouché pour l'hydrogène. Bus à Pau, tramway en Chine et même bateau (Energy Observer) : les projets ne manquent pas. À chaque fois, le principe de la pile à combustible a été retenu. Ce dispositif, connu depuis 1839, consiste à produire de l'électricité par électrolyse. Avec un kilo d'hydrogène, un véhicule peut ainsi parcourir 100 kilomètres et se recharge également plus rapidement qu'un modèle électrique classique. Selon l'Hydrogen Council, 10 à 15 millions de voitures et 500 000 camions équipés de cette technologie pourraient circuler d'ici 2030.

L'Eldorado du « Power to gas »

L'hydrogène n'étant pas présent à l'état naturel, il nécessite d'être produit. C'est là que le bât blesse, car, pour être « propre », il faut utiliser une énergie renouvelable (solaire ou éolien). Or, plus de 90% de la production est réalisée à partir d'énergie fossile. Dans ce cas, le « power to gas » qui transforme le surplus d'électricité généré par les EnR en hydrogène avant de le stocker, offre la meilleure alternative. Plus de 40 projets de ce type sont menés en Europe. Le principal démonstrateur, Jupiter 1000, est basé à Fos-sur-Mer. Il prévoit d'injecter jusqu'à 200 m3 d'hydrogène par heure.

Le stockage offre des possibilités infinies, pleinement complémentaires de l'électricité, notamment lorsqu'elle est produite de manière intermittente, comme c'est le cas de certaines énergies vertes. Avec son « Smart Energy Hub », la start-up française Sylfen a conçu un système de cogénération réversible à destination des bâtiments et des écoquartiers. Le surplus d'électricité engrangé dans l'immeuble est stocké, par électrolyse, sous forme d'hydrogène pour être réutilisé plus tard. Validée en mai 2018, cette innovation sera appliquée, fin 2019, dans 3 modules de plus de 100 kW à Turin. De quoi envisager de belles perspectives, car, d'ici 2050, la demande pourrait être multiplié par dix. Le marché de l'hydrogène-énergie pèserait alors autour de 2 500 milliards de dollars.

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