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. Par ailleurs, si l'hydrogène est abondant, il est rarement présent à l'état pur dans la nature.
1 - Un problème de compétitivité
Car l'hydrogène est très cher à produire. L'électrolyse est deux à trois fois plus coûteuse que le vaporeformage, lui-même plus onéreux que les carburants fossiles. Ce gaz occupe aussi un grand volume et est inflammable, ce qui complique son transport et son stockage.
Quand l'hydrogène est produit à partir d'hydrocarbures, cela pose plusieurs problèmes écologiques. D'abord, il faut extraire ces hydrocarbures, ces énergies fossiles, ce qui génère des dégradations environnementales et des émissions de CO2.
L'hydrogène n'a pas d'effet de serre direct mais est un gaz climatique indirect qui induit des perturbations du méthane, de l'ozone et de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, trois puissants gaz à effet de serre.
Du côté de son usage, on peut également considérer que l'hydrogène est une énergie propre. Lorsqu'il est utilisé dans une pile à combustible pour produire de l'électricité, il ne rejette que de l'eau, aucune émission polluante.
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.
Ainsi, notons d'abord que l'utilisation d'hydrogène pour la production d'électricité dans une pile à combustible ne génère pour seul déchet que de l'eau. Il n'y a aucune émission de polluants sur le site en question. Son usage peut donc être qualifié de propre.
L'hydrogène produit porte l'appellation d'hydrogène vert. Cette technique de production engendre alors très peu d'émissions de gaz à effet de serre. L'hydrogène vert représente environ 2 % de la production mondiale. Ses coûts de production sont actuellement plus élevés que ceux de l'hydrogène gris.
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.
Les véhicules à hydrogène fonctionnent grâce à une pile à combustible qui produit de l'électricité à partir d'hydrogène. Ces véhicules n'émettent aucun gaz à effet de serre en fonctionnement, ils ne rejettent que de la vapeur d'eau.
En ce qui concerne l'usage, Mobilité Hydrogène France estime que 250 stations pourraient être installées à horizon 2024, ce qui permettrait la circulation de 120 000 véhicules, majoritairement utilitaires, poids lourds, cars et bus.
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'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.
Les atomes d'hydrogène sont juste des protons. Les protons sont les seules particules composites stables pouvant être formées à partir de quarks. Ainsi, dès que l'Univers primordial est suffisamment froid pour que les quarks soient dans un état lié, vous obtenez beaucoup de protons, c'est-à-dire beaucoup d'hydrogène.
Il ne produit aucune émission quand il est brûlé comme carburant et il peut même être plus efficace que les énergies fossiles. Il s'agit également de l'élément disponible en plus grande abondance dans l'univers. Il alimente même le soleil.
est l'élément chimique le plus abondant dans l'univers. 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.
Le nucléaire comme solution
À ce titre, l'énergie nucléaire - dont le facteur s'élève à 75% en France contre 22% pour l'éolien - semble être le seul moyen pour augmenter les volumes de production, faire baisser le prix de l'hydrogène et surtout, produire de l'énergie réellement verte.
En France, on ne retrouve que quelques centaines de véhicules roulant à l'hydrogène (0,3% du parc), de par la rareté des modèles pouvant l'utiliser et le faible nombre de stations de recharge, environ une cinquantaine. Autre frein, sa production est polluante.
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).
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.
L'hydrogène est un gaz qui est difficile à stocker car il est tellement petit et léger qu'il se faufile partout et il nécessite d'importants moyens techniques pour le stocker à température basse et à très haute pression.
Quels sont les avantages d'une voiture à hydrogène ? C'est une voiture qui a une meilleure autonomie que la voiture électrique (650 km en moyenne contre 300 km) et qui se recharge plus vite (une dizaine de minutes contre plusieurs heures). C'est également une voiture non polluante en fonctionnement et silencieuse.
Convertir l'électricité en gaz de chauffage
L'hydrogène permet ainsi de créer une « passerelle » entre le réseau électrique et le réseau gaz. Il permet de passer d'une forme d'énergie à l'autre. Et surtout il permet de répondre aux problèmes de l'intermittence des sources d'énergie renouvelable.