En tant que leader européen du service technique pour les solutions de mobilité responsable, TSG contribue à un monde plus durable. Pour y parvenir, le développement des sources d'énergie renouvelables est essentiel.
Lorsque l'on parle des outils nécessaires pour atteindre la neutralité carbone (d'ici 2050), il ne fait aucun doute que l'hydrogène jouera un rôle. Dans les années à venir, l'électrification prendra la tête de la décarbonisation du monde, ce que TSG soutient avec nos Solutions TSG Charge. Mais à long terme, il existe un grand potentiel pour une véritable révolution de l'hydrogène qui jouerait un rôle majeur dans une société à faible émission de carbone.
Dans cet article, nous expliquons comment fonctionne le ravitaillement en hydrogène, que le avantages et ce que sont les Développements en cours dans le industrie de l'hydrogène impliquer.
Qu'est-ce que l'hydrogène ?
Ce qu'il faut bien comprendre à propos de l'hydrogène, c'est qu'il s'agit d'un vecteur d'énergie et non d'une source d'énergie en soi. Les vecteurs énergétiques permettent de transporter l'énergie sous une forme utilisable d'un endroit à un autre. L'hydrogène, comme l'électricité, est un vecteur d'énergie qui doit être produit à partir d'une autre substance.
L'hydrogène peut être produit à partir de différentes sources domestiques, telles que le gaz naturel, la biomasse et les sources d'énergie renouvelables comme l'énergie solaire et éolienne, et peut donc être produit de différentes manières. Les méthodes les plus courantes sont les suivantes : Le reformage à la vapeur (appelé reformage en abrégé) est un processus chimique dans lequel les hydrocarbures sont convertis en un mélange gazeux riche en hydrogène en présence de vapeur et/ou d'oxygène gazeux et éventuellement d'un catalyseur, également appelé reformage. D'autres méthodes incluent l'énergie solaire et les processus biologiques.
1. Réforme du gaz naturel
Cette technologie consiste à faire réagir le méthane avec de l'eau pour obtenir un gaz de synthèse contenant de l'hydrogène. C'est la technologie principalement utilisée dans la production industrielle d'hydrogène. Les sources sont le gaz naturel ou le biogaz. Cette technologie libère du CO2. L'utilisation de sources renouvelables telles que la biomasse, le biogaz (issu de la biomasse ou des déchets) ou le couplage avec des technologies de captage et de stockage du CO2 peut améliorer l'empreinte carbone de la production.
2. Électrolyse de l'eau
Cette technologie consiste à séparer les composants de la molécule d'eau (H₂O), qui se compose de deux atomes d'hydrogène (H) et d'un atome d'oxygène (O). La source est l'eau soumise à un courant électrique à travers deux électrodes, qui se décompose en oxygène et en hydrogène gazeux. Le courant électrique divise la molécule d'eau, formant de l'hydrogène (H₂) et du di-oxygène (O₂). L'électrolyse elle-même ne libère pas de CO2.
Si l'électricité utilisée provient de sources qui n'émettent pas de CO2 (sources d'énergie renouvelables, telles que l'énergie solaire), l'hydrogène est produit sans aucune émission de gaz à effet de serre. L'électrolyse alimentée par de l'électricité renouvelable est donc une technologie plus verte, également appelée hydrogène vert.
Les différentes couleurs de l'hydrogène
Les nombreuses façons de produire de l'hydrogène se traduisent par de nombreux types, ou “couleurs”, d'hydrogène. Voici un aperçu des différents types d'hydrogène.
Quels sont les avantages de l'utilisation de l'hydrogène comme carburant ?
L'utilisation de l'hydrogène comme carburant présente de nombreux avantages. Les principaux sont les suivants :
1. La seule émission est l'eau
L'un des avantages des véhicules à hydrogène est que les seules émissions provenant des gaz d'échappement sont de l'eau pure et potable. Cela signifie que tant que l'énergie utilisée pour produire l'hydrogène est renouvelable, l'hydrogène peut être un carburant véritablement vert, également appelé “hydrogène vert”.
2. L'hydrogène a une densité énergétique plus élevée
Un autre avantage de l'hydrogène par rapport aux batteries est qu'il a une densité énergétique plus élevée, ce qui signifie qu'avec un système de stockage à très haute pression, il faut beaucoup moins d'espace pour qu'un véhicule puisse parcourir une distance quelconque.
3. Il est plus rapide de faire le plein
Un troisième avantage est qu'il faut beaucoup moins de temps pour faire le plein d'une voiture à hydrogène que pour recharger un véhicule électrique.
4. Stockage des excédents
L'hydrogène permet de stocker l'énergie excédentaire produite.
Développement continu de solutions hydrogène
La quantité d'énergie réellement nécessaire pour produire de l'hydrogène est toutefois un sujet de préoccupation. Actuellement, l'énergie utilisée pour produire de l'hydrogène est beaucoup plus élevée que l'énergie produite. Cela s'explique par le fait que pour fabriquer de l'hydrogène, un courant est converti en matière. Cette matière est ensuite reconvertie en courant, ce qui nécessite plus d'étapes et de transformations que le lithium électrique.
Le marché de l'hydrogène continue d'évoluer et de nouvelles idées et de nouveaux concepts sont créés pour résoudre les problèmes actuels. L'une des innovations sur le marché de l'hydrogène est l'hydrogène liquéfié. L'hydrogène transporté et stocké dans les stations d'hydrogène est généralement sous forme gazeuse. Aujourd'hui, certaines stations d'hydrogène sont déjà approvisionnées en hydrogène liquide, appelé LH₂. Le LH₂ permet une plus grande productivité et son transport est moins risqué. Cette technologie liquide pourrait être une solution pour la consommation quotidienne, qui devrait augmenter de manière significative dans les années à venir. Le LH₂ est encore à un stade de développement relativement précoce.
L'hydrogène présente un intérêt particulier pour le secteur des transports lourds
Par rapport à l'électricité, l'hydrogène est très intéressant pour les camions qui parcourent de longues distances, en particulier lorsque les contraintes logistiques telles que le kilométrage élevé, la charge utile importante et le peu de temps disponible pour la recharge sont prises en compte. Les camions à hydrogène peuvent parcourir de longues distances avec un seul réservoir d'énergie, avec une meilleure efficacité énergétique et sans émissions.
En outre, les camions à hydrogène ont des caractéristiques opérationnelles similaires à celles des camions diesel. Les premiers modèles expérimentaux à hydrogène peuvent parcourir de 400 à 800 km avant d'être ravitaillés, l'objectif étant d'atteindre plus de 1 000 km d'ici la fin de la décennie. Le temps nécessaire pour faire le plein des camions à hydrogène est actuellement estimé à moins de 30 minutes, et au fur et à mesure que la technologie se développe, ce chiffre pourrait être réduit de 65%. On peut donc affirmer que le temps et la fréquence de ravitaillement des camions à hydrogène sont directement comparables à ceux des camions diesel conventionnels.
Le passage à l'hydrogène dans le secteur des camions et des transports permettrait de réduire considérablement les émissions de carbone dans le monde entier.
L'avenir passe par une bonne infrastructure de stations-service pour l'hydrogène
Pour que l'hydrogène devienne un carburant standard dans le secteur des transports, le prix du carburant et du véhicule à hydrogène doit être abordable, comme c'est le cas en Europe avec les véhicules électriques. Mais surtout, une bonne infrastructure de stations d'hydrogène est nécessaire pour faire le plein d'un véhicule et poursuivre le voyage sur la route.
Le graphique ci-dessous, extrait de la Feuille de route Hydrogen de la Commission européenne (2017), montre les perspectives d'augmentation du nombre de stations H2 (=HRS) combinées.
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