Qu'est-ce que l'hydrogène?
L'hydrogène est l'élément chimique le plus abondant de l'univers. Il s'agit d'un corps simple, gazeux, qui entre notamment dans la composition de l'eau. «Chaque molécule d'eau est le fruit de la combinaison entre 1 atome d'oxygène et 2 atomes d'hydrogène. On trouve aussi de l'hydrogène dans les hydrocarbures (pétrole et gaz) qui sont issus de la combinaison d'atomes de carbone et d'hydrogène», explique l'IFP énergie nouvelle (IFPEN), sur son site. L'hydrogène n'est pas une source d'énergie directe mais plutôt un vecteur énergétique. Dans les transports il est par exemple utilisé dans une pile à combustible pour générer de l'énergie.
• Comment le fabrique-t-on?
L'hydrogène n'existe pas à l'état pur. Pour le produire, il faut utiliser des procédés chimiques pour séparer l'hydrogène des éléments auxquels il est associé. Il faut pour cela une source d'hydrogène et une source d'énergie. L'hydrogène peut ainsi être fabriqué par «vaporeformage de gaz naturel, électrolyse de l'eau, gazéification et pyrolyse de la biomasse, décomposition thermochimique ou photochimique de l'eau, production biologique à partir d'algues ou de bactéries», énumère l'Ademe, dans une note.
• Quels sont les avantages de l'hydrogène?
Comme le précise l'IFPEN, «la molécule d'hydrogène, composée de deux atomes d'hydrogène, est particulièrement énergétique: 1 kg d'hydrogène libère environ trois fois plus d'énergie qu'1 kg d'essence». De plus, l'hydrogène, lorsqu'il est produit à partir de ressources renouvelables, est considéré comme non polluant. «Les rejets d'un véhicule à hydrogène sont composés uniquement d'eau. Il n'y a aucune émission de particule nocive ou de Co²», affirme Erwin Penfornis. Autre avantage selon le spécialiste: «Avec l'hydrogène, il y a plus d'autonomie et c'est plus rapide à recharger. Il faut compter un temps de recharge d'environ 3 minutes dans une station de remplissage».
L'hydrogène est aussi considéré comme un moyen durable de stocker de l'énergie. «On peut stocker les surplus d'énergies renouvelables pour pouvoir les réutiliser plus tard, ce qui n'est pas possible avec l'électricité. C'est un enjeu énorme permettant d'intégrer plus de renouvelable dans la consommation énergétique», affirme Erwin Penfornis. «Des pays comme le Japon ont compris qu'ils allaient avoir besoin de ce vecteur énergétique qui peut être produit ailleurs, stocké et transporté par navire, camion ou par pipeline. C'est pour cela que le Japon est le pays le plus avancé dans ce secteur de l'hydrogène», explique-t-on chez Air Liquide. Le groupe vient d'ailleurs d'annoncer la création au printemps 2018 d'une société commune avec 10 sociétés japonaises pour accélérer le développement du réseau de stations de recharge d'hydrogène dans l'archipel. Objectif: déployer 160 stations hydrogène d'ici 2020.
• Quel est le potentiel économique et écologique de cette technologie?
Pour le moment, la consommation mondiale d'hydrogène reste encore faible: environ 56 millions de tonnes, soit moins de 2% de la consommation mondiale d'énergie. Mais d'après une étude récente réalisée par le Hydrogen Council avec McKinsey, l'hydrogène pourrait représenter près d'un cinquième de l'énergie totale consommée à l'horizon 2050. «Cela permettrait de contribuer à hauteur de 20% à la diminution requise pour limiter le réchauffement climatique à 2°C», explique l'Hydrogen Council, qui considère que l'hydrogène pourrait alimenter 10 à 15 millions de voitures et 500.000 camions d'ici à 2030. Selon cette étude, la demande annuelle d'hydrogène pourrait globalement être multipliée par dix d'ici à 2050 et représenter 18% de la demande énergétique finale totale dans le scénario des 2°C. À cet horizon, l'hydrogène pourrait générer un chiffre d'affaires de 2500 milliards de dollars et créer plus de 30 millions d'emplois.
• Comment l'hydrogène est-il utilisé aujourd'hui?
«Cette molécule est utilisée depuis longtemps dans l'industrie comme matière première. Air Liquide par exemple en fournit depuis 50 ans à des secteurs comme le raffinage, la chimie ou le domaine spatial. L'hydrogène est notamment le carburant de lancement de la fusée Ariane depuis des décennies», explique Erwin Penfornis, directeur du marché hydrogène chez Air Liquide. Mais son utilisation est très large. «L'hydrogène a la capacité d'alimenter tous les usages énergétiques comme le transport ou le chauffage», ajoute le spécialiste.
C'est surtout dans les transports que son usage évolue. «L'hydrogène, stocké dans des réservoirs, est transformé en électricité grâce à une pile à combustible», explique-t-on chez Air Liquide. Toyota et Hyundai commercialisent ainsi des véhicules utilisant ce procédé, la Mirai et la ix35. Honda ou encore Daimler sont aussi sur le coup. À Paris, des taxis développés par la start-up STEP roulent déjà à l'hydrogène. Soutenue par Air Liquide et le groupe ADP, la société va pouvoir profiter de la première station hydrogène publique installée en zone aéroportuaire en France, à Orly. Le département de la Manche est pionnier en la matière puisqu'en janvier 2015, elle avait inauguré la première station publique d'hydrogène pour voitures de France. La collectivité possède aujourd'hui une flotte de 17 véhicules à hydrogène. Une station a également ouvert en juillet à Rouen. Elle alimente une dizaine de véhicules appartenant aux collectivités ou entreprises locales. La région Normandie projette l'ouverture de neuf autres stations en 2018. La ville de Pau, en partenariat avec Engie et le fabricant de bus Van Hool, va quant à elle faire rouler huit bus à hydrogène en 2019.
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À Saint-Lô, les premiers vélos électriques à hydrogène de France, conçus par Pragma Industries, une PME de Biarritz, ont été mis en service ce lundi. Des scooters à hydrogène ont aussi été présentés début décembre par la société suisse Aaqius, spécialisée dans les technologies vertes pour le transport. Ces scooters sont équipés d'une cartouche remplie d'hydrogène.
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