L'hydrogène propre ("hydrogène renouvelable" ou "hydrogène vert") est produit par l'électrolyse de l'eau en utilisant de l'électricité provenant de sources renouvelables et n'émet aucun gaz à effet de serre pendant sa production.
Lorsqu'on utilise pour l'électrolyse une électricité exclusivement d'origine renouvelable (hydraulique, éolienne ou photovoltaïque), c'est de l'hydrogène vert, dit « renouvelable ».
L'hydrogène est un gaz dont les propriétés chimiques offrent un intérêt énergétique majeur. L'hydrogène est considéré comme un « vecteur énergétique » car il offre la possibilité, après avoir été produit, d'être stocké, transporté et utilisé.
L'hydrogène vert permet de réduire la dépendance aux énergies fossiles et de produire une énergie plus locale. Il est très prometteur pour décarboner les secteurs de la mobilité et de l'industrie.
L'hydrogène vert est formé via l'électrolyse de l'eau, dont l'électricité est issue des énergies renouvelables. Cet hydrogène propre ne rejette que de l'oxygène. Malheureusement, il n'est produit qu'à très petite échelle (seulement 1 % de la production totale).
Mais l'hydrogène n'est pas une solution miracle du point de vue écologique. Il génère des pollutions, et son faible rendement le rend peu avantageux pour les usages où l'électricité peut déjà remplacer les énergies fossiles.
Il n'y a aucune émission de polluants sur le site en question. Son usage peut donc être qualifié de propre. À ceci près qu'en général, l'hydrogène étant un gaz très peu dense, il doit être comprimé ou liquéfié, ce qui nécessite le recours à une quantité importante d'énergie qui, elle, peut ne pas être aussi propre.
Le principal inconvénient de l'hydrogène, c'est que l'exploitation de cette énergie coûte encore relativement cher.
ENGIE se positionne comme un acteur majeur de l'hydrogène renouvelable, en étant présent sur l'ensemble de la chaîne de valeur de l'hydrogène, de la production d'énergies renouvelables aux utilisations finales.
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a assuré dans un rapport qui date déjà de 2019 que l'hydrogène est une énergie d'avenir. En effet, grâce à son faible rejet de CO2 cette énergie paraît être une alternative crédible. Effectivement associée à une pile à combustible, cette énergie ne rejette pas de CO2.
Généralement, il est produit à partir d'eau ou d'hydrocarbures, soit par procédés thermochimiques avec captage du CO2 émis lors de la fabrication, soit par électrolyse de l'eau. Après avoir été stocké et éventuellement transporté, il est utilisé comme énergie avec une pile à combustible ou par combustion directe.
L'hydrogène jouera un rôle essentiel pour atteindre la neutralité carbone en 2050, en particulier pour les secteurs industriels ou de la mobilité qui n'ont pas d'autres solutions pour se décarboner (sidérurgie, cimenterie, mobilité lourde..). D'où l'importance de disposer d'une filière française suffisamment forte.
On le trouve dans la composition du Soleil, des étoiles, des planètes gazeuses. Sur notre planète, on a noté quelques émanations d'hydrogène naturel, mais non exploitables en quantités significatives et à des coûts compétitifs.
L'hydrogène se trouve en très grande quantité sur Terre combiné à d'autres éléments comme dans l'eau ou les hydrocarbures mais il est peu présent dans notre atmosphère qui en contient seulement 0,00005%.
Leur énergie électrique est fournie par une pile à combustible. L'hydrogène est stocké sous pression dans les réservoirs dédiés du véhicule. Ce gaz (H2), ainsi que le dioxygène (O2) de l'air ambiant, alimente la pile à combustible. Ces deux gaz subissent une réaction électrochimique à l'intérieur de la pile.
Quel est le prix d'un plein d'hydogène ? Les voitures à hydrogène vert embarquent environ 6 kg d'hydrogène. Le kilo étant actuellement facturé entre 10 et 15 euros, il faut donc compter entre 60 et 90 euros.
En effet, les voitures à hydrogène coûtent actuellement très cher à produire et se vendent donc à des tarifs particulièrement prohibitifs. Les premiers prix tournent autour des 65 000 euros, avec des nouveautés dont le prix atteint les 72 000 euros.
Quel est le prix du litre d'hydrogène ? Le prix du kilo de l'hydrogène va de 10 à 15 euros. De manière générale, le prix de la consommation en carburant est comparable à celui des voitures essence et diesel.
Faible efficacité due à d'importantes pertes d'énergie
Lorsque vous transportez l'hydrogène jusqu'à une station-service, les pertes sont encore plus importantes et, même si vous pouvez éviter l'étape du transport, le coût du stockage est également élevé.
La problématique de la demande d'énergie
Le problème du rendement des voitures à hydrogène, c'est la demande supérieure d'énergie. Passer l'entièreté du parc automobile mondial vers la voiture électrique nécessite des adaptations (mais pas tant que cela comme on peut le voir avec le réseau électrique français).
L'hydrogène utilisé dans les piles à combustible a un rapport énergie/poids dix fois supérieur à celui des batteries lithium-ion. Par conséquent, il offre une portée beaucoup plus important tout en étant plus léger et en occupant de plus petits volumes.
Le réservoir au cœur du système
L'hydrogène peut altérer certains matériaux. Ces derniers doivent en outre pouvoir résister aux pressions importantes (700 bars) qui permettent de stocker le gaz, mais aussi aux chocs en cas d'accident du véhicule.
L'hydrogène permet de n'émettre aucune pollution au moment de son utilisation dans les voitures ou les trains. Il rejette, pour seul déchet, de l'eau. En revanche, ce type d'énergie est moins vertueux quand il s'agit d'en produire.
L'inconvénient des piles à hydrogène est le coût assez élevé des matériaux utilisés pour produire les catalyseurs. En outre, le rendement de ce type de système est inférieur à celui du stockage de l'énergie dans des batteries. Le processus de production de l'hydrogène nécessite également un certain apport d'énergie.