Hydrogène. La propreté de sa production remise en question
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Hydrogène. La propreté de sa production remise en question

Un plein en quelques minutes à peine, pas de rejets polluants à l'échappement... Sur le papier, l'hydrogène a tout du carburant miracle pour l'écologie. Mais sa production est, elle, loin d'être toujours parfaitement propre, comme le rappelle un récent rapport parlementaire.

Par Johann Leblanc
Publié le Mis à jour le

Comme toutes les voitures à pile à combustible, la Toyota Mirai ne rejette pas de CO2 en roulant. Mais la « propreté » de la production de son hydrogène est davantage sujette à caution.

Thomas Antoine, THOMAS ANTOINE/ACE TEAM

Malgré les progrès accomplis par les voitures électriques à batteries, l'hydrogène n'a pas dit son dernier mot. Il semble même opérer un certain retour en grâce, puisque la France et l'Allemagne ont annoncé coup sur coup un plan pour favoriser son développement. L'un des arguments majeurs de cette solution, c'est la possibilité de récupérer plusieurs centaines de kilomètres d'autonomie grâce à un plein qui ne prend guère plus de 5 minutes. Un exploit dont les bornes de recharge, même les plus rapides, sont bien incapables. Pour se distinguer de son jumeau électrique à batteries, le nouveau fourgon Opel Vivaro-e Hydrogen, lancé à l'automne en petite série, mise ainsi beaucoup sur cet atout. Tout en promettant toujours une mobilité « zéro émission à l'échappement ».
 

Les énergies fossiles largement employées

opel vivaro-e hydrogen
Stellantis mise avant tout sur le monde de l'utilitaire pour le développement de l'hydrogène. Opel commercialisera ainsi bientôt ce Vivaro-e Hydrogen, qui aura des clones chez Peugeot et Citroën.

Mais les vertus écologiques de l'hydrogène restent sujettes à caution, comme le rappelle un rapport de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et techniques (OPECST). Un organisme dont le rôle est d'éclairer les parlementaires sur les conséquences que peuvent avoir leurs décisions politiques. Cette note de quatre pages indique en effet que 99 % de « la production d’hydrogène repose aujourd’hui sur les énergies fossiles (gaz naturel, pétrole et charbon) et s’accompagne d’importantes émissions de gaz à effet de serre (GES) ». La technique la plus répandue porte ainsi le joli nom de « vaporeformage du méthane » et consiste à exposer du gaz naturel à de la vapeur d’eau très chaude (900 °C environ) avant d'isoler enfin l'hydrogène via une sorte de tamis moléculaire. La Chine emploie, quant à elle, une autre méthode : la gazéification du charbon. Au total, près de 800 millions de tonnes de CO2 seraient ainsi déjà émises chaque année pour produire de l'hydrogène. Un chiffre qui serait en forte augmentation si nos voitures venaient à employer massivement ce gaz, que ce soit pour alimenter une pile à combustible ou directement dans un moteur thermique, comme Toyota l'expérimente dans une Corolla de course.
 

Chères et complexes les solutions « vertes »

production hydrogène vert
L'hydrogène peut tout à fait être produit via des énergies renouvelables comme le solaire ou l'éolien, mais c'est à la fois très coûteux et complexe.
station hydrogène
La question de la distribution de l'hydrogène n'est également pas simple. Volatil et inflammable, il souffre aussi d'une faible densité volumique.

Il existe pourtant des alternatives beaucoup plus « vertes ». En général, elles consistent à utiliser l’énergie électrique pour extraire, par électrolyse, l’hydrogène présent dans l’eau. Rappelons en effet que ce gaz est l'élément le plus abondant de l'univers, même s'il est rare à l'état moléculaire et difficile à exploiter du fait de son caractère très volatil et inflammable. Le hic, c'est que cette solution consomme énormément d'énergie : 55 kWh d'électricité (davantage que ce que contient une batterie de Renault Zoe, par exemple) par kilogramme d'hydrogène produit. Elle coûte donc très cher, surtout si on souhaite employer des énergies renouvelables pour arriver à une véritable production propre. Pour couvrir simplement les besoins actuels de l'industrie dans le monde, l'OPECST a calculé qu'il faudrait mettre en service plus de 1 million de nouvelles éoliennes, 56 millions d'hectares de panneaux solaires ou 400 nouveaux réacteurs nucléaires. La distribution de l'hydrogène reste également délicate et coûteuse en raison de sa très faible densité volumique. « Même avec un stockage sous pression de 350 bars, son encombrement est treize fois plus grand que celui de l’essence », indique l'OPECST.

 

Une vision différente chez Hyundai et Toyota

hyundai nexo
Hyundai ne met pas tous ses œufs dans le même panier : ce SUV Nexo à pile à combustible accompagne toute une gamme de véhicules électriques à batteries et hybrides.
toyota mirai 2
Commercialisée depuis peu, la deuxième génération de Mirai confirme la volonté de Toyota de continuer à développer l'hydrogène, même si cette solution demeure très onéreuse.

L'office se montre donc prudent sur l'avenir de cette filière et ne mise clairement pas sur l'emploi de l'hydrogène dans les voitures particulières. Selon l'OPECST, il doit se limiter aux « transports lourds », à savoir les transports en commun, camions et autres utilitaires, qui « auront du mal à migrer vers l’électrique en raison du poids élevé des batteries ». Si cette recommandation correspond bien à la vision de Stellantis et de Renault, elle s'oppose en revanche à celle de certains constructeurs asiatiques comme Hyundai, qui commercialise son SUV Nexo à pile à combustible depuis 2018, et surtout Toyota, qui vient de lancer sa deuxième génération de Mirai. Le patron du géant japonais, Akio Toyoda, avait récemment rappelé que dans son pays natal la majorité de l'électricité était produite à partir de charbon ou de gaz naturel. Dès lors, « plus vous construisez de voitures électriques, plus vous augmentez les émissions de CO2 », avait-il ajouté. Un bon moyen de se remémorer qu'il n'existe malheureusement aucune technologie parfaitement propre.

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ElvisC Le 29/05/2021 - 08:44
Bonjour, C'est dommage que cette article ne se soit pas posé plus de questions sur les méthodes de production d'hydrogène. Car par électrolyse, hormis la création, de plateformes offshore, il n'y a pas d'intérêt. A l'époque des dirigeables, la méthodes la plus rependu était l'oxydation haute température de métaux/alliages. ( Un tube de fer chauffé dans le quel passait de la vapeur d'eau. L'oxygène formait de l'oxyde de fer et il sortait du dihydrogène) L'inconvénient la production d'oxyde. Il y a des essais assez concluant sur l'oxydation du zinc par exemple car son point de fusion assez bas permet de revenir aux métal par chauffe et récupérer de l'oxygène en plus. Le tout dans le four solaire expérimental des Pyrénées. Il est dommage que ce type d'initiative fasse aussi peu écho. Il y a beaucoup d'autres mode de production à partir de déchets verts également ( mais ça donne aussi du gazogène) Il est quand même étonnant que tout les premiers test sur du moteur hydrogène ne soit médiatisé que pour du moteur électrique pile à combustible ( une pile à combustible alimenté par du méthanol serait plus simple sur une voiture) Un moteur à explosion à l'avantage de pouvoir être poli carburant. Et une voiture pourrait aussi bien tourné à l'hydrogène, qu'au gazogène, qu'aux GPL, ou même l'éthanol/méthanol/essence. Ainsi les états redeviendraient souverain de leur production électrique. Il pourrait y avoir à l'échelle de pays le meilleur compromis de production. Enfin cet article est un très bon début et à le mérite d'ouvrir la porte à autres choses que des voitures électriques polluantes à outrance mais présenté chaque jour comme l solution magique. ( La remarque sur les super condensateurs est très bonne)
Mimi59 Le 23/05/2021 - 22:36
Bonjour déjà utiliser de l'hydrogène sans pile à combustible dans les moteurs thermiques. C'est une belle chose. Après, si c'est fabrique par électrolyse et non par le pétrole. Il y a moins de co2. Puis avec des liaisons intercontinental pour le réseau électrique par liaison hvdc et liaison éoliennes offshore l'on peut utiliser des énergies renouvelables pour créer de l'énergie et faire des groupes électrogènes avec des moteurs gaz hydrogène pour stabilisée le réseau électrique. Déjà dans les chiffres donnés sur le nombres d'éoliennes pour produire électricité. L'on parle d'éoliennes terrestre et non d'éoliennes offshore. Car au maxi sur terre c'est 5mega Watt tandis que une offshore c'est 20 méga Watt et plus la terre fait 1/3 et l'eau 2/3. Enfin, avec l'installation de maison à énergies positives et une bonne gestion énergétique avec le surplus le transformer en hydrogène. Enfin, il existe des solutions viable. Mais temps qu'il y a du profit sur les énergies fossiles. C'est déjà cela le problème. Bonne soirée
forjfk Le 23/05/2021 - 10:11
Commencer déjà par migrer les transports lourds ultra polluants (poids lourds notamment) vers le GNL (énergie quasi propre) comme le font intelligemment les gros armateurs flotte marchande (CMA - CGM). Le bilan carbone de l'hydrogène est désastreux, le lobby vert qui en fait trop, ferait mieux de challenger les gros consommateurs de charbon (chine et US, Australie). Là est l'urgence, et non pas d'aller vers l'hydrogène. Après l'hydrogène, on commencera peut être à en parler en 2050, au mieux...
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