Hydrogène

Les actions de démonstration aident à fixer le cadre technique et réglementaire

AirLiquide station hydrogène

Le “carburant hydrogène” doit encore franchir de nombreuses étapes avant que ses spécifications et celles de sa distribution soient fixées dans un cadre normatif et réglementaire consensuel dont la priorité sera la sécurité des personnes et des biens.

Seuls une dizaine de pays au monde considèrent aujourd’hui l’hydrogène comme carburant, à titre exceptionnel ou dérogatoire, et à des fins de démonstrations spécifiques et limitées dans la durée. Il existe moins d’une centaine de stations d’emplissage, presque toujours privatives, et fonctionnant pour la plupart de manière très occasionnelle, loin des standards d’une station conventionnelle avec plusieurs centaines de pleins quotidiens par volucompteur. Ces dernières années ont connu une intensification indéniable des travaux, sous la poussée commune de constructeurs automobiles engagés, de développeurs de technologies (électrolyse ou reformage,compression, stockage...), ainsi que des industries concernées par la production, le transport et la distribution d’hydrogène carburant. Pour passer du stade de gaz industriel à celui d’une commodité accessible au grand public, le “carburant hydrogène” doit encore passer par de nombreuses étapes de validation, à commencer par la détermination de la nature et de la qualité d’hydrogène à fournir (liquide ou comprimé, niveau de pureté).

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Les défis d’une infrastructure de distribution d’hydrogène

Réseau de distribution d’hydrogène gazeux par canalisation à 100 bars du groupe Air Liquide en France, au Benelux et en Allemagne

Figure.
Réseau de distribution d’hydrogène gazeux par canalisation à 100 bars du groupe Air Liquide en France, au Benelux et en Allemagne.
Source: Air Liquide

La mise en place d’une infrastructure de production et de distribution d’hydrogène se fera de façon graduelle, notamment à partir du retour d’expérience des opérations de démonstration qui se multiplient depuis quelques années, en particulier en Europe. Un cadre normatif et réglementaire devra se constituer parallèlement.

Le maillon d’une politique énergétique

La façon dont l’infrastructure de production et de distribution de l’hydrogène se mettra en place, de manière très progressive en tout cas, sera fonction de sa place dans la politique énergétique.

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Hydrogène et pileà combustible

Hydrogène

L’hydrogène est naturellement présent sur Terre mais pas à l’état natif.Sa production nécessite l’utilisation de quantités importantes d’énergie ou de chaleur. 50 Mt sont actuellement produites chaque année dans le monde. L’hydrogène présente par ailleurs de nombreuses qualités : il est non toxique et son utilisation dans les piles à combustible n’entraîne que l’émission de vapeur d’eau et la production d’électricité.

Etat de l’art

Les fabricants de voitures développent des véhicules utilisant de l’hydrogène liquide ou gazeux. L’hydrogène liquide (qui est très difficilement stockable) renferme plus d’énergie par unité de masse et assure donc une plus grande autonomie. L’hydrogène gazeux doit être stocké à 700 bar dans des réservoirs en acier inoxydable.

Trois grandes voies de production de l’hydrogène existent :

  • la voie thermique (gazéification) qui consiste à extraire l’hydrogène de différentes ressources naturelles (gaz naturel, charbon, eau, biomasse) en utilisant des températures élevées. Le procédé de fabrication peut s’accompagner, selon la matière première utilisée, de certaines émissions polluantes, en particulier de gaz à effet de serre.
  • la voie électro-chimique (électrolyse). C’est l’eau qui est utilisée dans un procédé inverse de la pile à combustible. Selon la nature renouvelable (éolien, solaire, hydro-électrique) de l’électricité utilisée l’extraction de l’hydrogène de l’eau s’accompagne (avec le gaz naturel ou le charbon) ou non d’émissions polluantes.
  • la voie biologique utilise de l’eau ou de la biomasse décomposée sous l’effet de la lumière ou de la chaleur. Cette voie nécessite des distances de transport de la biomasse pas trop grandes du fait de la faible teneur en énergie de la biomasse en comparaison de sa masse et de son volume.
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