L’hydrogène est-il le carburant du futur ?

Alors que la course à la recherche de sources d’énergie en mesure de remplacer les réserves de combustibles fossiles en constante diminution, s’accélère, des chercheurs pensent que l’hydrogène pourrait jouer un rôle crucial à l’avenir.

Le Japon a d’ores et déjà annoncé son intention de devenir la première “société de l’hydrogène” au monde, avec pour objectif d’ouvrir 35 stations de ravitaillement en hydrogène d’ici 2020. Le constructeur automobile japonais Toyota s’attend à ce que 30% de ses véhicules soient alimentés à l’hydrogène d’ici 2050.

Dans le dernier numéro de “MRS Energy & Sustainability”, les scientifiques affirment que des méthodes de production d’hydrogène à grande échelle – durables et sans carbone – restent le meilleur moyen de préparer notre avenir sans combustibles fossiles. En effet, l’hydrogène est produit aujourd’hui à partir du gaz naturel, générant de grandes quantités de carbone comme produit secondaire.

Étant donné que l’eau est la seule source riche d’hydrogène sur la planète et que le soleil est la source d’énergie la plus abondante, les experts mondiaux affirment que la séparation de l’hydrogène de l’eau grâce à l’énergie solaire pourrait devenir la technologie de choix dans la seconde moitié du siècle – utiliser la lumière du soleil pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau.

Les auteurs de trois articles portant sur l’avenir de l’hydrogène suggèrent que d’importants efforts de recherche deviennent une nécessité urgente pour aider à produire de l’hydrogène à une échelle industrielle, adaptée au XXIe siècle.

Roel van de Krol, de l’Institut des combustibles solaires de Berlin, et Bruce Parkinson, de l’Université du Wyoming, partagent leur point de vue selon lequel les procédés actuels de production d’hydrogène par électrolyse via le photovoltaïque et l’éolien devraient dominer la tendance au cours des prochaines décennies. Ainsi, la prochaine étape logique consisterait à intégrer l’absorption de la lumière et la catalyse par photo-électrolyse “directes”. Selon eux, cela présenterait plusieurs avantages, notamment des densités plus faibles et une meilleure gestion de la chaleur.

Dans son article, Katherine Ayers, de Proton OnSite au Connecticut, affirme également que des mesures urgentes sont nécessaires. La réalité des délais de développement de tels produits exige que les technologies commerciales existantes comme l’électrolyse à basse température devront répondre à la majorité de nos besoins durant les 20 prochaines années au minimum. Toutefois, pour accélérer l’impact des travaux fondamentaux sur les technologies à long terme, dit-elle, il devient essentiel d’améliorer la collaboration entre les chercheurs afin d’éclairer la recherche fondamentale et de tirer parti des percées technologiques permettant de trouver des solutions aux problèmes imminents d’approvisionnement en carburant sur notre planète.

Enfin, Artur Braun, de l’Institut suisse de recherche sur les matériaux, EMPA, nous montre que la science peut toujours nous surprendre, même dans un domaine où nous pensons que nous savons tout ce qu’il y a à savoir ; lui et son co-auteur Qianli Chen nous donnent un aperçu dans leur article d’une découverte remarquable sur la façon dont les protons (ion d’hydrogène) peuvent se déplacer à travers les solides – une possible percée pour la future économie de l’hydrogène.

* publication conjointe de Materials Research Society et Cambridge University Press

TR

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lionel_fr

L’hydrogène n’est pas un “carburant” (pas de carbone justement). C’est un “combustible”.
Ceci dit, l’article parle d’une louable tentative d’analyser cette question sous l’angle strictement physique (beaucoup de soleil, beaucoup d’eau), il en conclut que ça devrait marcher, ce qui est sans doute vrai mais le raisonnement est un peu court.

La question non-posée à laquelle on répond est “l’hydrogène sera-t-il ou non un vecteur d’énergie majeur sur terre ?”

La réponse à cette question est encore plus simple que les éléments : Oui car il n’y a rien d’autre !

L’hydrogène est un combustible stockable, transportable et productible à une échelle qui dépasse et de loin les besoins énergétiques humains. Si on cherche bien , on peut lui trouver des concurrents : le pétrole, le gaz. Or ces deux vecteurs mis à disposition par les écosystèmes d’il y a des dizaines de millions d’années sont du mauvais coté de l’équation. Le but est des les laisser là où ils sont.

Il faut donc les remplacer par quelque chose capable de stocker et d’exprimer 150 millions d’éqv barils de pétrole par jour et à part l’hydrogène, on n’a que le lithium, éventuellement le sodium et une industrie capable de mettre en oeuvre quelques milliers d’eqv bpj à partir de ces solutions.

On a donc un problème de facteur 1000 !

Maintenant , l’hydrogène est trop cher pour être mis à l’échelle dans un délai visible. Seuls les industries lourdes peuvent le faire fructifier à partir de ses marchés captifs : pétrochimie, métallurgie, agroalimentaire, militaire, spatial…
Pour ceux qui n’ont pas les moyens d’accéder à ces marchés, l’hydrogène est quasi – inaccessible. Par contre, l’inconscient collectif semble persuadé qu’on va produire de l’hydrogène à partir des excédents électriques des renouvelables. Encore faut il que ces excédents existent.
Ce n’est pas le cas en France actuellement et l’avenir proche ne s’annonce pas très généreux en termes d’excédents électriques parce que le management français n’est pas très familier avec l’idée de surdimensionner le parc renouvelable de 100%. La France est donc au point mort et continuera longtemps à privilégier le reformage de gaz.

Heureusement, ce n’est pas le cas chez les grands pays exportateurs “Japon, Allemagne, Chine, … (probablement USA)
Mais le problème d’un article de vulgarisation destiné aux français est de “faire rentrer” la logique d’une production d’hydrogène propre dans leur système de pensée ultra administré où l’on n’installe que le strict minimum de renouvelable pour ne pas faire d’ombre aux copains des filières électrogènes.

Le premier objectif français consiste donc à doubler ses objectifs renouvelables pour générer des excédents !

Sunny

Bcp d’avenir, du fait à la fois des besoins de stockage mais aussi de la mobilité, pour les trajets longs, moins pour les usages urbains.

lionel_fr

L’info mériterait un article :
Neoen , companie française , vient d’obtenir les autorisations nécessaires à la fabrication d’une usine d’électrolyse d’une puissance de 50 MW en Australie. Il s’agit je crois d’une extension au projet où Elon Musk a garanti l’installation de 400 MWh de batteries sur sa fortune personnelle.
Décidément, ce projet n’est pas avare de scoops. En gros il se décline en :
150 MW PV
150 MW éolien
400 MW batteries
50 MW électrolyse

Il me semble utile de voir l’ensemble pour comprendre comment l’hydrogène s’intègre dans un schema plus grand.
Par contre , je suis frustré de ne pas avoir d’info sur le stockage/transport du gaz produit. Il faudra attendre que le projet aboutisse pour en savoir plus.

Bravo Neoen en tous cas. Et chapeau à l’Australie où de tels projets ont une pertinence particulière eu égard à sa taille, sa densité démographique, son climat et son système économique.
Sous bien des aspects, ce projet est le précurseur qui inspirera beaucoup de décideurs majeurs. Souhaitons lui beaucoup de réussite.

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