Examen des avantages et des inconvénients de l’énergie hydrogène

L’hydrogène existe partout, dans l’air, dans l’eau. L’hydrogène est largement utilisé dans différentes industries, notamment pour le raffinage du pétrole et la production d’engrais. Pourtant, ce qui attire l’attention des gens, c’est sa capacité à fonctionner comme un carburant tout en générant zéro émission. Nous examinons les avantages et les inconvénients de l’énergie hydrogène et s’il a un rôle à jouer dans la transition énergétique verte mondiale.

Le PDG de Tesla et milliardaire de la technologie, Elon Musk, a publiquement humilié et critiqué le traitement de l’hydrogène comme carburant alternatif et son rôle dans la transition énergétique verte. Certes, son activité de véhicules électriques est centrée sur les batteries lithium-ion rechargeables, dans lesquelles l’hydrogène est souvent considéré comme un adversaire ou un concurrent.

Mais il y a une idée fausse autour de l’hydrogène et il est considéré comme une source d’énergie. En fait, comme les batteries lithium-ion, l’hydrogène est une méthode pour stocker de l’énergie au lieu de générer de l’énergie. Le stockage de l’énergie est de la plus haute importance dans l’industrie des énergies renouvelables en raison du problème d’intermittence des sources d’énergie renouvelables non acheminables. Par exemple, l’énergie solaire ne peut pas produire d’énergie pendant la demande de pointe quotidienne la nuit. Sans surmonter ce problème, l’énergie solaire ne sera jamais la principale source d’énergie et ne remplacera jamais les combustibles fossiles.

En conséquence, les scientifiques étudient depuis des années l’optimisation du stockage de l’énergie afin que l’approvisionnement en énergie renouvelable puisse devenir stable et que nous n’ayons plus besoin de recourir aux combustibles fossiles dispatchables. Les batteries à hydrogène et au lithium-ion se sont révélées être les deux méthodes qui présentent le plus grand potentiel pour les applications à petite échelle telles que les véhicules à moteur.

L’hydrogène peut produire de l’électricité lorsqu’il est combiné à l’oxygène dans une pile à combustible. La raison pour laquelle l’hydrogène est souvent considéré à tort comme une source d’énergie au lieu d’un vecteur d’énergie est qu’une pile à combustible génère de l’électricité, alors qu’une batterie stocke de l’électricité. De plus, l’hydrogène pur peut rarement être trouvé sur Terre ; il faut de l’énergie pour produire de l’hydrogène.

L’énergie hydrogène est-elle « verte » ?

L’hydrogène en tant que carburant est propre, car son seul sous-produit, lorsqu’il est brûlé, est l’eau. Mais la production d’hydrogène a trois niveaux de propreté : gris, bleu et vert. L’hydrogène gris fait référence à l’hydrogène fabriqué à partir de combustibles fossiles, en particulier le gaz naturel. Il est produit par un processus appelé reformage à la vapeur, qui est basé sur l’équation selon laquelle le méthane, le composant principal du gaz naturel + l’oxygène est égal au dioxyde de carbone + l’hydrogène. Selon cette équation, du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, est émis lors du processus d’extraction de l’hydrogène. L’hydrogène gris deviendra bleu si la capture du carbone est adoptée pendant la production.

D’autre part, il y a l’hydrogène vert ; l’hydrogène est produit à partir d’énergie renouvelable et soumis à un autre processus chimique appelé électrolyse (division de l’eau), dans lequel le gaz naturel n’est pas nécessaire comme matière première. Comme l’eau est composée d’hydrogène et d’oxygène, le processus sépare les éléments de l’eau en faisant passer un courant électrique à travers un liquide contenant des ions. Si le courant électrique est fourni par une énergie renouvelable, l’hydrogène extrait peut être qualifié de vert. Malheureusement, seulement environ 5% de l’hydrogène est produit vert aujourd’hui.

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L’hydrogène est-il efficace ?

Les gens comparent souvent les voitures à hydrogène aux voitures électriques (VE). Les partisans des véhicules à hydrogène affirment qu’ils peuvent voyager plus loin que les véhicules électriques avec une seule charge et qu’ils peuvent être ravitaillés en carburant plus rapidement. Mais la production d’hydrogène elle-même perd d’importantes quantités d’énergie avant que les voitures ne prennent la route.

Selon le Forum économique mondial, environ 30 à 35% de l’énergie utilisée pour produire de l’hydrogène vert est perdue lors du processus d’électrolyse. L’hydrogène doit également être stocké et transporté. S’il est stocké sous forme de gaz, il doit être comprimé à haute pression. S’il est stocké sous forme liquide, il nécessite des températures cryogéniques d’environ −252,8 °C pour éviter l’évaporation. À propos de dix% de l’énergie est perdue dans cette phrase. Lorsque l’hydrogène est converti en électricité à l’intérieur des piles à combustible, jusqu’à 50 % de l’énergie est perdue. Bien que les articles aient montré des différences dans les données sur le pourcentage de diminution de l’énergie dans chaque phase de fabrication, tous s’accordent à dire que l’hydrogène est loin d’être efficace. On estime que l’efficacité aller-retour, le pourcentage d’électricité stockée qui est ensuite récupérée, n’est que d’environ 30%. En comparaison, les batteries lithium-ion ont une efficacité aller-retour allant jusqu’à 95 %.

L’avenir de l’hydrogène

Nous avons encore un long chemin à parcourir pour rendre l’énergie hydrogène plus efficace, et nous devrions nous concentrer sur la culture de l’hydrogène vert plutôt que sur le gris, le bleu ou toute autre couleur. Certains critiques vont même jusqu’à affirmer qu’il vaut mieux se concentrer sur des vecteurs énergétiques qui présentent déjà aujourd’hui une grande efficacité. Il existe plusieurs options de vecteurs énergétiques qui existent aujourd’hui avec une efficacité beaucoup plus élevéecomme les batteries rechargeables, l’hydroélectricité à accumulation par pompage, l’air comprimé et le sel fondu.

Mais quels que soient les débats croissants sur les avantages et les inconvénients de l’énergie hydrogène, de plus en plus de gouvernements et de pays parient sur cette ressource et investissent dans les technologies liées à l’hydrogène. De nombreux pays européens comme Allemagne et Royaume-Uni ont décidé de dépenser des milliards dans l’industrie de l’hydrogène bas carbone, dont des millions spécifiquement dédiés aux piles à combustible et à l’hydrogène.

En effet, nous ne devons pas abandonner les opportunités potentielles d’intensification de l’énergie durable, mais comment les gouvernements investissent des questions. Les partisans de l’hydrogène croient que les voitures à hydrogène ne sont pas populaires en raison du manque d’infrastructures comme les stations d’hydrogène, ce qui était autrefois le cas pour les voitures électriques ; des subventions pour de telles infrastructures feraient baisser le prix et stimuleraient le marché.

Cependant, le nœud du problème de l’hydrogène n’est pas économique, mais physique. Si l’objectif principal est d’atteindre la neutralité carbone en développant des sources d’énergie vertes et renouvelables, avoir une efficacité aller-retour élevée devrait être le seul critère pour les vecteurs énergétiques. L’hydrogène ne peut pas contenir la majeure partie de l’énergie après toutes les étapes de fabrication, et il ne sera jamais comparable aux batteries rechargeables sans résoudre ce problème physique. Ainsi, les subventions et les investissements doivent d’abord aller dans la recherche et le développement, dans le but de réduire les étapes de fabrication et d’améliorer ses performances en matière de rétention d’énergie, et non de commercialisation.

Outre les avantages et les inconvénients de l’énergie hydrogène, parlons de : L’avenir de l’automobile : que conduirons-nous dans 50 ans ?

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