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.
Hydrogène, un vecteur d'énergie possiblement propre
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.
Les véhicules électriques utilisant une pile à combustible combinent les avantages des véhicules classiques avec un faible impact environnemental. Les véhicules à hydrogène ne rejettent ni co2, ni gaz polluant lorsqu'ils roulent, mais uniquement de la vapeur d'eau.
Cette réaction produit de l'électricité, de la chaleur et de la vapeur d'eau (H2O), qui s'échappe sous forme de gaz par un petit tube placé sous le véhicule.
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.
Faible efficacité due à d'importantes pertes d'énergie
La méthode la plus propre pour produire de l'hydrogène est l'électrolyse, qui consiste à utiliser l'électricité pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène. Mais ce procédé consomme beaucoup d'énergie et son rendement est bien inférieur à 100 %.
Le faible rendement des voitures à hydrogène
Pour être « propre », l'hydrogène doit être vert, c'est-à-dire produit par électrolyse. Le problème, c'est que ce moyen de production est très gourmand en énergie, avec de nombreuses étapes pour que son énergie puisse faire avancer un véhicule en bout de chaîne.
Enfin, l'hydrogène aboutit aussi à la formation d'ozone troposphérique, un autre gaz à effet de serre très puissant. « Aujourd'hui, on avance que le passage à l'hydrogène éliminerait l'impact climatique des énergies fossiles, mais quand on prend en compte ces fuites potentielles, ce n'est pas le cas », met-il en garde.
L'exposition au gaz hydrogène à de fortes concentrations provoque une asphyxie qui peut être rapidement mortelle. Le contact cutané ou oculaire avec l'hydrogène liquide ou le gaz froid peut être responsable de brûlures potentiellement graves.
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.
La combustion du carburant dans le moteur d'une voiture thermique émet de l'énergie (c'est ce qui la fait avancer) mais aussi du CO2. Un gaz à effet de serre donc, qui aggrave le phénomène de réchauffement climatique.
Les deux principales nuisances environnementales de l'automobile sont la pollution de l'air et l'émission de gaz à effet de serre. Alors que la loi sur l'air considère que l'émission de gaz à effet de serre fait partie de la pollution atmosphérique 14(*), on distinguera ici les deux notions.
→ Savoir que la pile à combustible fonctionne à partir de deux gaz : le dihydrogène et le dioxygène et qu'elle produit de l'eau sous forme liquide et de l'électricité en quantité importante (assez pour déplacer un véhicule).
1 kg d'hydrogène a besoin de 16 kgs d'oxygène pour bruler et de 9 litres d'eau pour être produit par électrolyse qui décompose l'eau en Hydrogène et oxygène avec un rendement de 60%)
Grâce aux progrès de la technologie qui ont permis d'améliorer les rendements et la fiabilité des procédés, l'hydrogène peut être produit par électrolyse de l'eau, à partir d'électricité décarbonée ou renouvelable.
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.
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.
Quant au plein d'hydrogène, le kilo est actuellement facturé entre 10 € et 15 €. Les véhicules à hydrogène actuels en embarquent 6 kg environ.
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.
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.
La filière de l'hydrogène devrait créer plus de 100 000 emplois d'ici à 2030. Les profils d'ingénieurs sont actuellement les plus recherchés, mais des recrutements de techniciens et d'opérateurs seront rapidement nécessaires pour assurer l'exploitation et la maintenance des installations.
Dans le cas de la France, la production d'électricité est peu carbonée car fortement nucléarisée, ce qui n'est pas le cas de tous les pays européens. La construction du VE et surtout de sa batterie étant très émettrice de GES, les bénéfices environnementaux n'apparaissent que si la voiture roule suffisamment.
Hyundai fait figure de pionnier en matière de technologie à pile à hydrogène avec le lancement du véhicule électrique à pile à combustible ix35 (FCEV), la première voiture au monde produite en série et alimentée à l'hydrogène.
En 1806 comme carburant
Encore vingt ans, et l'inventeur suisse Isaac de Rivaz emploie ce gaz comme carburant pour le premier moteur à combustion interne mis au point en 1806. Première véritable application de l'hydrogène pour la mobilité : l'aviation.