Votre navigateur ne supporte pas le code JavaScript.
Logo Caradisiac    

Téléchargez nos applications

Disponible sur App StoreDisponible sur Google play
Publi info

Voiture hydrogène : où en est-on de ce carburant ?

Dans Ecologie / Electrique / Autres énergies

Voiture hydrogène : où en est-on de ce carburant ?

Réduction du CO2 à la production, diminution des coûts, mise à l'échelle de l'appareil industriel, développement du réseau de distribution : les défis de l'hydrogène sont immenses. Pierre-Etienne Franc, le patron de l'hydrogène chez Air Liquide, dresse un bilan intéressant de ce carburant que beaucoup espèrent d'avenir.

Carburant du futur, ou bien simple chimère ? L'hydrogène nourrit de grandes ambitions, mais le challenge est immense : même si sa production est mature et existe depuis très longtemps, il faut désormais passer à un autre niveau, une autre échelle, qui nécessite des investissements importants et des engagements politiques clairs. Ce qui semble enfin se dessiner en 2020. 

La production

Contrairement à ce que beaucoup imaginent, l'hydrogène n'est pas qu'un carburant. C'est aussi un produit fort intéressant dans le monde de l'industrie à différents titres. Il sert notamment à la production d'ammoniaque, mais aussi, dans le cadre des transports, à désulfurer les carburants pour qu'ils puissent répondre aux normes environnementales. C'est aussi que nos sans-plomb et gazole contiennent des parts infimes de soufre : grâce à l'hydrogène.

Voiture hydrogène : où en est-on de ce carburant ?

Des usages multiples et variés qui sont amenés à se développer, mais pas de la même façon. Ce graphique montre en effet le "potentiel" de l'hydrogène d'ici 2050 selon les secteurs. Plus le cercle est gros, plus le potentiel est important. Et dans les transports, ce sont surtout les gros véhicules qui tireront le plus de bénéfices de ce carburant : camions, ferroviaire, mais aussi moyennes et grandes berlines. Le potentiel pour les petites voitures est jugé moins important, au même titre que l'aérien qui reste un défi majeur pour Air Liquide et les autres opérateurs, comme le confirme Pierre-Etienne Franc. Ce secteur sera la "dernière pierre" à l'édifice pour démontrer que l'hydrogène a du potentiel dans tous les domaines. Mais l'avion à hydrogène, ce n'est visiblement pas pour demain, ni après-demain.

Le CO2...

Aujourd'hui, la part de production d'hydrogène propre est "infinitésimale" selon le patron de cette énergie chez Air Liquide. La faute à plusieurs choses : l'investissement pour produire de l'hydrogène propre est nettement plus grand, et l'efficacité de production est moindre. La quasi totalité de l'hydrogène produit provient donc de la fracture des molécules d'hydrocarbures tels que le gaz naturel pour en tirer le fameux "H2".

Le bilan carbone de cette production n'est donc pas des meilleurs, et Air Liquide le rappelle : nul besoin de développer un nouveau carburant si c'est pour qu'il soit aussi émetteur de carbone que ce que nous avons actuellement. Décarboner la production est un défi, et il existe deux solutions : partir sur une production propre (par électrolyse et usage d'énergie renouvelable), ou en décarbonant les émissions à leur source, notamment avec la technologie "Cryocap" utilisée par Air Liquide, qui permettrait de réduire les émissions de CO2 d'une unité de production d'hydrogène de 60 à 90 % selon les procédés utilisés. Prometteur, donc, d'autant plus que cette "Cryocap" sera également utilisée par d'autres industries pour décarboner. Le CO2 capté est ensuite redistribué dans les industries qui en ont besoin (alimentaire, notamment). 

Le carburant pour voiture

L'hydrogène en tant que "carburant" pour PAC (pile à combustible) est aujourd'hui une technologie jugée comme "mature" selon Pierre-Etienne Franc. Encore faut-il pouvoir la rendre accessible, ce qui est loin d'être le cas. Aujourd'hui, il circule environ 20 000 véhicules à hydrogène dans le monde, dont la moitié en Asie et près de 30 % en Californie. Le reste éparpillé dans le reste du globe, à commencer par l'Allemagne, où se trouvent le plus grand nombre de stations-service pour ce type de véhicule.

Les stations-service se font également rares. La balle est cette fois dans le camp des revendeurs et distributeurs (Total, Shell...) qui devront mettre l'accent sur ce carburant pour que la voiture à pile à combustible ne reste pas qu'une jolie vitrine roulante.

Voiture hydrogène : où en est-on de ce carburant ?

Le prix du carburant est aujourd'hui le suivant : environ 10 € le kg, ce qui permet d'effectuer une centaine de kilomètres. Le coût est donc similaire à celui d'un véhicule essence moyen, et l'industrie vise un kilogramme entre 6 et 7 € sur le long terme pour que l'hydrogène devienne compétitif. Problème : il faudra tenir compte du surcoût lié au captage du CO2 à la production, qui n'est pas encore pris en compte actuellement. Autant dire que le défi est à la hauteur des espérances sur ce carburant, qui fait l'objet de discussions au sein de l'Europe pour dresser une feuille de route concrète pour l'hydrogène dans la décennie en cour.

Deux points noirs, toutefois, à l'hydrogène : le premier est que c'est un carburant pour l'heure non taxé. Il est donc tout juste compétitif avec le sans-plomb qui est pourtant lourdement taxé. Le jour où il subira la même pression fiscale que les carburants fossiles, son intérêt pourrait fortement décroître. Le second problème est d'ordre technologie : le rendement du puits à la roue n'est pas des meilleurs. Il faut d'abord utiliser un carburant fossile pour récupérer de l'hydrogène dans une centrale alimentée en électricité, avant que cet hydrogène ne soit à nouveau transformé en électricité dans une automobile.

Les pertes sont nombreuses, et il faut aussi compter le bilan carbone de toute la chaîne d'approvisionnement (transport du carburant). A côté, la voiture électrique à batteries paraît nettement meilleure : on produit de l'électricité, on l'achemine par câble vers les bornes de recharge, et on la stocke dans les batteries. Il y a des pertes, mais bien moindres...

La sécurité

Si l'hydrogène est un carburant sensible (il est comprimé à plusieurs centaines de bars dans les réservoirs des véhicules), il n'est pas plus ou moins dangereux qu'un autre selon Air Liquide qui rappelle l'expertise des opérateurs en la matière.

Ce n'est pas un carburant nouveau, et sa distribution, son stockage sont globalement maîtrisés. Les crash-tests ont démontré qu'un réservoir d'hydrogène ne cédait pas, même sur de très gros chocs. Il reste donc la question de la sécurité sur les points d'approvisionnement : les contrôles vidéo et même acoustiques permettent de monitorer très précisément les installations et surtout de surveiller le risque de fuite, déclencheur majeur d'une explosion.

Le risque zéro n'existe donc pas, mais le risque n'est pas plus élevé qu'avec une batterie de véhicule électrique en cas de choc. Il est même jugé "moins élevé" ! Cela n'empêche pas toutefois certains Etats américains de dresser des normes drastiques : par exemple, il faut répondre à des contraintes très précises pour les véhicules à hydrogène afin qu'ils puissent circuler dans les tunnels et sous les ponts. L'industrie devra ainsi s'adapter aux législations locales.

Les constructeurs automobiles

Nous avons demandé à Pierre-Etienne Franc sur des partenariats étaient en cours avec les constructeurs français, notamment, sur l'avenir de l'hydrogène. Mis à part quelques discussions ouvertes avec PSA et un projet à toute petite échelle avec Renault, rien à signaler : Air Liquide, comme les autres, répondra présent en cas de sollicitation, mais il faudra une action commune des politiques et des constructeurs pour faire monter la sauce. En clair, que toutes les planètes soient alignées, ce qui est loin d'être le cas aujourd'hui.

SPONSORISE

Dernières vidéos

Toute l'actualité

Commentaires (74)

Déposer un commentaire

Pour déposer un commentaire, veuillez vous identifier ou créer un compte.

Identifiez-vous

Se connecter ou S'inscrire

Lire les commentaires

Par

Voici un commentaire que j'avais poster en mai 2019 dont je doute qu'il soit obsolète:

Je vais remettre l'article sur l'hydrogène que j'avais trouvé très intéressant :

"Les propriétés physiques de l’H2 en font un gaz encombrant.

À la pression atmosphérique, trois mètres cubes (m3) d’H2 (3000 litres) contiennent l’équivalent en énergie d’un litre d’essence (9 kWh). On comprime donc généralement l’H2 à 200 fois la pression atmosphérique (200 bars5), ou à 700 bars, ou on le liquéfie, ce qui consomme de plus en plus d’énergie à chaque étape.

Il ne faut alors plus que 7 litres d’H2 à 700 bars ou 4 litres d’H2 liquide (à – 253°C dans un contenant isolant et volumineux) pour disposer de l’équivalent énergétique d’un litre d’essence.

Dans les véhicules ?

L’hydrogène liquide est difficile à conserver dans des voitures particulières (fuites). Par rapport à l’essence, pour parcourir 600 km, aujourd’hui le meilleur compromis est le réservoir d’hydrogène sous pression à 700 bars qui est près de dix fois plus gros que le réservoir d’essence (400 litres au lieu de 42 litres) et six fois plus lourd (240 kg au lieu de 40 kg).

On peut cependant encore l’insérer dans une voiture moyenne, même s’il y a forcément moins de place disponible et de charge utile restante.

Il en coûterait aujourd’hui au minimum 17 € TTC pour faire 100 km avec de l’H2 issu d’une électrolyse industrielle6, alors que 7 l d’essence à 1,5€ TTC coûtent 10,5€ … et que 7l d’essence à 2€ coûtent 14€.

Il faudrait atteindre au minimum 2,5 € le litre (7 x 2,5 = 17,5 €) pour commencer à être financièrement concurrentiel, compte tenu des inconvénients (poids, volume, autonomie, recharges,…).

En stockage d’électricité ?

À partir de l’électricité initiale, il y a une perte de 50 % d’énergie pour obtenir de l’H2 sous pression à 700 bars et jusqu’à 60% pour obtenir de l’H2 liquide. Puis, au minimum, une nouvelle perte de 50% intervient pour transformer l’H2 en électricité dans une PAC. Le rendement global en y incluant les pertes diverses (transport, stockage,…) est donc de moins de 25% (il y a plus de 75% de pertes).

Pour 100 kWh d’électricité à stocker, le « système hydrogène » n’en restitue que 25 kWh.

Le coût de l’électricité « sortante » (celle qui a été stockée sous forme d’H2) est donc au minimum quatre fois plus élevé que le prix de l’électricité « entrante » (qui sert à produire l’H2), sans compter l’amortissement du prix de la PAC et le coût de la main d’œuvre.

La possibilité d’injecter l’H2 dans le réseau de gaz naturel soulève quelques problèmes techniques :

par comparaison avec le gaz naturel, l’énergie dépensée pour son transport est trois fois plus importante,

les fuites (dues à la petite taille de la molécule d’hydrogène) entraînent des pertes importantes dans le réseau. Après quelques centaines de km, que récupère-t-on à l’autre bout du « tuyau » (le gazoduc) ?"

....

Au quel je rajoute:

http://ecolo.org/documents/documents_in_french/articleHydrogeneSalaun.htm

"Pour produire une tonne d’hydrogène par électrolyse, il faut 82,4 MWh.

Pour remplacer les 20 millions de tonnes d’essence consommées par an en France, il faudrait disposer de 565 TWh alors qu’actuellement la consommation française annuelle d’électricité est d’environ 450 TWh. Pour fournir une telle électricité il faudrait 80 unités de 1 000 MWe (nucléaires évidemment). En plus de la construction de ces 80 centrales, il faudrait aussi réaliser les électrolyseurs pour lesquels des problèmes techniques sont encore à résoudre, notamment celui des électrodes …Pour produire l’hydrogène en remplacement des 20 Mt de gazole consommés par an, en France, il faudrait aussi l’énergie de 80 centrales de 1000 MW.

Au total, pour remplacer les carburants, essence et gazole, il faudrait une puissance électrique installée de 1 600 GW (le parc nucléaire actuel est de 600 GW environ)."

Pour la production d’hydrogène par la méthode du " gaz à l’eau ", à partir du charbon dont les réserves sont importantes est intéressante. Pour remplacer les 40Mt d’essence et gazole consommés par an en France, il faudrait fabriquer 13,7 millions de tonnes d’hydrogène. Les émissions de CO2 seraient de 201 millions de tonnes soit 60% de plus que le CO2 émis par la combustion des 40 millions de tonnes d’essence et de gazole. Ainsi, ceci conduirait à une augmentation de l’effet de serre. On aboutit à l’inverse du but recherché."

Si tout va bien, car la chaine complète de production et de distribution laisserait, d'après certains calculs, échapper environ 30% de l'hydrogène a cause de la molécule d'hydrogène...

Par

Sans aucun doute un carburant d'avenir ! Laissons le temps améliorer ce qu'il faut, n'oublions pas que le début du thermique n'était pas très glorieux non plus...

Par

Production aussi émettrice de CO2 que les autres carburants classiques.

Prix similaire.

Produit difficile à stocker et dangereux.

Pas de réseau de distribution et pompes très chères à installer.

Peut-être qu'un jour on roulera à l'hydrogène à grande échelle. En attendant, on ça continuer à bouffer du VE.

Par

En réponse à ricolapin

Voici un commentaire que j'avais poster en mai 2019 dont je doute qu'il soit obsolète:

Je vais remettre l'article sur l'hydrogène que j'avais trouvé très intéressant :

"Les propriétés physiques de l’H2 en font un gaz encombrant.

À la pression atmosphérique, trois mètres cubes (m3) d’H2 (3000 litres) contiennent l’équivalent en énergie d’un litre d’essence (9 kWh). On comprime donc généralement l’H2 à 200 fois la pression atmosphérique (200 bars5), ou à 700 bars, ou on le liquéfie, ce qui consomme de plus en plus d’énergie à chaque étape.

Il ne faut alors plus que 7 litres d’H2 à 700 bars ou 4 litres d’H2 liquide (à – 253°C dans un contenant isolant et volumineux) pour disposer de l’équivalent énergétique d’un litre d’essence.

Dans les véhicules ?

L’hydrogène liquide est difficile à conserver dans des voitures particulières (fuites). Par rapport à l’essence, pour parcourir 600 km, aujourd’hui le meilleur compromis est le réservoir d’hydrogène sous pression à 700 bars qui est près de dix fois plus gros que le réservoir d’essence (400 litres au lieu de 42 litres) et six fois plus lourd (240 kg au lieu de 40 kg).

On peut cependant encore l’insérer dans une voiture moyenne, même s’il y a forcément moins de place disponible et de charge utile restante.

Il en coûterait aujourd’hui au minimum 17 € TTC pour faire 100 km avec de l’H2 issu d’une électrolyse industrielle6, alors que 7 l d’essence à 1,5€ TTC coûtent 10,5€ … et que 7l d’essence à 2€ coûtent 14€.

Il faudrait atteindre au minimum 2,5 € le litre (7 x 2,5 = 17,5 €) pour commencer à être financièrement concurrentiel, compte tenu des inconvénients (poids, volume, autonomie, recharges,…).

En stockage d’électricité ?

À partir de l’électricité initiale, il y a une perte de 50 % d’énergie pour obtenir de l’H2 sous pression à 700 bars et jusqu’à 60% pour obtenir de l’H2 liquide. Puis, au minimum, une nouvelle perte de 50% intervient pour transformer l’H2 en électricité dans une PAC. Le rendement global en y incluant les pertes diverses (transport, stockage,…) est donc de moins de 25% (il y a plus de 75% de pertes).

Pour 100 kWh d’électricité à stocker, le « système hydrogène » n’en restitue que 25 kWh.

Le coût de l’électricité « sortante » (celle qui a été stockée sous forme d’H2) est donc au minimum quatre fois plus élevé que le prix de l’électricité « entrante » (qui sert à produire l’H2), sans compter l’amortissement du prix de la PAC et le coût de la main d’œuvre.

La possibilité d’injecter l’H2 dans le réseau de gaz naturel soulève quelques problèmes techniques :

par comparaison avec le gaz naturel, l’énergie dépensée pour son transport est trois fois plus importante,

les fuites (dues à la petite taille de la molécule d’hydrogène) entraînent des pertes importantes dans le réseau. Après quelques centaines de km, que récupère-t-on à l’autre bout du « tuyau » (le gazoduc) ?"

....

Au quel je rajoute:

http://ecolo.org/documents/documents_in_french/articleHydrogeneSalaun.htm

"Pour produire une tonne d’hydrogène par électrolyse, il faut 82,4 MWh.

Pour remplacer les 20 millions de tonnes d’essence consommées par an en France, il faudrait disposer de 565 TWh alors qu’actuellement la consommation française annuelle d’électricité est d’environ 450 TWh. Pour fournir une telle électricité il faudrait 80 unités de 1 000 MWe (nucléaires évidemment). En plus de la construction de ces 80 centrales, il faudrait aussi réaliser les électrolyseurs pour lesquels des problèmes techniques sont encore à résoudre, notamment celui des électrodes …Pour produire l’hydrogène en remplacement des 20 Mt de gazole consommés par an, en France, il faudrait aussi l’énergie de 80 centrales de 1000 MW.

Au total, pour remplacer les carburants, essence et gazole, il faudrait une puissance électrique installée de 1 600 GW (le parc nucléaire actuel est de 600 GW environ)."

Pour la production d’hydrogène par la méthode du " gaz à l’eau ", à partir du charbon dont les réserves sont importantes est intéressante. Pour remplacer les 40Mt d’essence et gazole consommés par an en France, il faudrait fabriquer 13,7 millions de tonnes d’hydrogène. Les émissions de CO2 seraient de 201 millions de tonnes soit 60% de plus que le CO2 émis par la combustion des 40 millions de tonnes d’essence et de gazole. Ainsi, ceci conduirait à une augmentation de l’effet de serre. On aboutit à l’inverse du but recherché."

Si tout va bien, car la chaine complète de production et de distribution laisserait, d'après certains calculs, échapper environ 30% de l'hydrogène a cause de la molécule d'hydrogène...

Avé pavé ceux qui ne l'ont pas lu te saluent :coolfuck:

Par

En réponse à 360Magnum

Avé pavé ceux qui ne l'ont pas lu te saluent :coolfuck:

Et ça ne t'empêche pas d'avoir un avis sur l'hyrogène?

Par

En réponse à 360Magnum

Avé pavé ceux qui ne l'ont pas lu te saluent :coolfuck:

Long pavé mais a part critiquer il n'offre pas d'alternative...

Par

Merci j‘ai trouvé ce post bien documenté très intéressant

Par

En réponse à ricolapin

Voici un commentaire que j'avais poster en mai 2019 dont je doute qu'il soit obsolète:

Je vais remettre l'article sur l'hydrogène que j'avais trouvé très intéressant :

"Les propriétés physiques de l’H2 en font un gaz encombrant.

À la pression atmosphérique, trois mètres cubes (m3) d’H2 (3000 litres) contiennent l’équivalent en énergie d’un litre d’essence (9 kWh). On comprime donc généralement l’H2 à 200 fois la pression atmosphérique (200 bars5), ou à 700 bars, ou on le liquéfie, ce qui consomme de plus en plus d’énergie à chaque étape.

Il ne faut alors plus que 7 litres d’H2 à 700 bars ou 4 litres d’H2 liquide (à – 253°C dans un contenant isolant et volumineux) pour disposer de l’équivalent énergétique d’un litre d’essence.

Dans les véhicules ?

L’hydrogène liquide est difficile à conserver dans des voitures particulières (fuites). Par rapport à l’essence, pour parcourir 600 km, aujourd’hui le meilleur compromis est le réservoir d’hydrogène sous pression à 700 bars qui est près de dix fois plus gros que le réservoir d’essence (400 litres au lieu de 42 litres) et six fois plus lourd (240 kg au lieu de 40 kg).

On peut cependant encore l’insérer dans une voiture moyenne, même s’il y a forcément moins de place disponible et de charge utile restante.

Il en coûterait aujourd’hui au minimum 17 € TTC pour faire 100 km avec de l’H2 issu d’une électrolyse industrielle6, alors que 7 l d’essence à 1,5€ TTC coûtent 10,5€ … et que 7l d’essence à 2€ coûtent 14€.

Il faudrait atteindre au minimum 2,5 € le litre (7 x 2,5 = 17,5 €) pour commencer à être financièrement concurrentiel, compte tenu des inconvénients (poids, volume, autonomie, recharges,…).

En stockage d’électricité ?

À partir de l’électricité initiale, il y a une perte de 50 % d’énergie pour obtenir de l’H2 sous pression à 700 bars et jusqu’à 60% pour obtenir de l’H2 liquide. Puis, au minimum, une nouvelle perte de 50% intervient pour transformer l’H2 en électricité dans une PAC. Le rendement global en y incluant les pertes diverses (transport, stockage,…) est donc de moins de 25% (il y a plus de 75% de pertes).

Pour 100 kWh d’électricité à stocker, le « système hydrogène » n’en restitue que 25 kWh.

Le coût de l’électricité « sortante » (celle qui a été stockée sous forme d’H2) est donc au minimum quatre fois plus élevé que le prix de l’électricité « entrante » (qui sert à produire l’H2), sans compter l’amortissement du prix de la PAC et le coût de la main d’œuvre.

La possibilité d’injecter l’H2 dans le réseau de gaz naturel soulève quelques problèmes techniques :

par comparaison avec le gaz naturel, l’énergie dépensée pour son transport est trois fois plus importante,

les fuites (dues à la petite taille de la molécule d’hydrogène) entraînent des pertes importantes dans le réseau. Après quelques centaines de km, que récupère-t-on à l’autre bout du « tuyau » (le gazoduc) ?"

....

Au quel je rajoute:

http://ecolo.org/documents/documents_in_french/articleHydrogeneSalaun.htm

"Pour produire une tonne d’hydrogène par électrolyse, il faut 82,4 MWh.

Pour remplacer les 20 millions de tonnes d’essence consommées par an en France, il faudrait disposer de 565 TWh alors qu’actuellement la consommation française annuelle d’électricité est d’environ 450 TWh. Pour fournir une telle électricité il faudrait 80 unités de 1 000 MWe (nucléaires évidemment). En plus de la construction de ces 80 centrales, il faudrait aussi réaliser les électrolyseurs pour lesquels des problèmes techniques sont encore à résoudre, notamment celui des électrodes …Pour produire l’hydrogène en remplacement des 20 Mt de gazole consommés par an, en France, il faudrait aussi l’énergie de 80 centrales de 1000 MW.

Au total, pour remplacer les carburants, essence et gazole, il faudrait une puissance électrique installée de 1 600 GW (le parc nucléaire actuel est de 600 GW environ)."

Pour la production d’hydrogène par la méthode du " gaz à l’eau ", à partir du charbon dont les réserves sont importantes est intéressante. Pour remplacer les 40Mt d’essence et gazole consommés par an en France, il faudrait fabriquer 13,7 millions de tonnes d’hydrogène. Les émissions de CO2 seraient de 201 millions de tonnes soit 60% de plus que le CO2 émis par la combustion des 40 millions de tonnes d’essence et de gazole. Ainsi, ceci conduirait à une augmentation de l’effet de serre. On aboutit à l’inverse du but recherché."

Si tout va bien, car la chaine complète de production et de distribution laisserait, d'après certains calculs, échapper environ 30% de l'hydrogène a cause de la molécule d'hydrogène...

Merci j‘ai trouvé ce post bien documenté très intéressant et instructif

Par

N’empêche, il ne faut pas oublier le projet ITER. Qui utilise l’hydrogène comme fusion pour produire énormément d’énergie si l’on compare avec la même quantité de matière que le pétrole

Par

Stanley Meyer doit bien rigoler

Déposer un commentaire

Pour déposer un commentaire, veuillez vous identifier ou créer un compte.

Identifiez-vous

Se connecter ou S'inscrire