Actuellement, l'hydrogène a deux utilisations principales : d'une part, il sert de matière de base pour la production d'ammoniac (engrais) et de méthanol ; d'autre part, il est utilisé comme réactif dans les procédés de raffinage des bruts en produits pétroliers, carburants et biocarburants.
Carburant propre : une pile à combustible alimentée par l'hydrogène produit de l'électricité et le processus chimique rejette de l'eau. C'est ainsi que l'hydrogène apporte l'énergie nécessaire aux véhicules équipés d'une pile à combustible et permet une mobilité sans émission de polluants.
La pile à combustible convertit donc directement l'énergie chimique en électricité par ce processus d'oxydation en ne dégageant que de l'eau. l'un des systèmes énergétiques les plus efficaces.
En effet, un véhicule à hydrogène ne rejette qu'un élément : la vapeur d'eau. Et pour cause, il ne consomme pas directement d'énergie fossile et n'émet ni dioxyde de carbone ni polluants atmosphériques. Outre cet aspect, cette voiture fonctionne avec une batterie beaucoup plus petite que celle de la voiture électrique.
L'alternative au pétrole la plus facile à mobiliser est celle des biocarburants, obtenus grâce à la transformation de la biomasse, c'est-à-dire l'ensemble des matières organiques qui proviennent des plantes dans lesquelles est stockée de l'énergie solaire, captée et utilisée par les plantes grâce à la chlorophylle.
Le pic pétrolier est le moment ou la production de pétrole atteint son maximum avant de décliner progressivement et durablement. Pour beaucoup d'experts, le pic pétrolier est pour bientôt : 2025 pour certains, 2030 ou 2035 pour d'autres. Le pic pétrolier ne manquera pas d'avoir des conséquences sur le prix du pétrole.
« En 2020, il n'y aura plus de pétrole, ou il sera trop cher à extraire. Il faut donc commencer à s'habituer à vivre sans et préparer dès aujourd'hui l'avenir ».
Une énergie abondante : A masse égale, la fusion d'atomes légers libère une énergie près de quatre millions de fois supérieure à celle d'une réaction chimique telle que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et quatre fois supérieure à celle des réactions de fission nucléaire.
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.
Les inconvénients de l'hydrogène
Le principal inconvénient de l'hydrogène, c'est que l'exploitation de cette énergie coûte encore relativement cher. En l'occurrence, le coût de production de l'hydrogène vert se situe entre 3 et 6 €/kg quand le coût de production de l'hydrogène gris est de 1,5 €/kg.
La raison pour laquelle l'hydrogène est inefficace est due au processus de transfert d'énergie nécessaire pour alimenter une voiture. C'est ce qu'on appelle parfois la transition du vecteur énergétique.
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.
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.
Ce procédé consiste, en résumé, à injecter un courant électrique dans l'eau, de manière à dissocier les atomes d'oxygène et d'hydrogène. Ces atomes d'hydrogène sont ensuite récupérés et stockés. L'hydrogène peut être transformé à nouveau en électricité propre grâce à la pile à combustible.
Les avantages et les inconvénients de l'hydrogène
Les avantages de l'hydrogène sont nombreux : c'est une réelle solution pour remplacer les énergies fossiles (notamment pour les transports car l'autonomie est grande). On consomme de l'énergie sans directement émettre de gaz à effet de serre.
Avec un seul proton et un seul électron, l'hydrogène est le seul élément sans neutron. C'est donc l'élément le plus simple de l'Univers, « ce qui explique son abondance dans l'Univers », ajoute May Nyman.
Le GPL, ou Gaz de Pétrole Liquéfié, est apparu comme le carburant du futur : moins polluant que l'essence et le diesel, bénéficiant d'avantages fiscaux le rendant moins coûteux à la pompe, et enfin préservant mieux l'usure des moteurs.
Air Liquide : qui est considéré comme le leader mondial puisqu'il détient 48 % du marché McPhy Energy : la start-up française qui a révolutionné le stockage de l'hydrogène. Engie SA : le premier fournisseur de gaz naturel et d'électricité verte.
Du côté de l'automobile, par contre, l'offre reste très limitée : Hyundai et Toyota sont les seuls constructeurs à proposer un modèle d'un prix aux alentours de 65 à 80.000 euros. Mercedes, BMW ainsi que Honda ont également des projets concrets de voitures à hydrogène en passe d'aboutir.
Stocker et produire de l'énergie, un double avantage
C'est à la fois une ressource alternative à la batterie classique pour stocker de l'énergie et produire l'électricité mais aussi un instrument qui permettra d'arbitrer entre les énergies centralisées et les productions locales intermittentes et décarbonées.
Vers 2024, la production de ce gaz permettra de générer près de 6 gigawatts d'énergie et environ 40 gigawatts en 2030. Ce plan européen évoquant entre 180 et 470 milliards d'euros d'investissements jusqu'en 2050 devrait donc participer à une rapide expansion des voitures à hydrogène dans les années à venir.
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.
En décembre 2017 est adoptée une loi mettant progressivement fin à la recherche et à l'exploitation d'hydrocarbures sur le territoire national d'ici 2040. Ainsi, aucun nouveau permis de recherche d'hydrocarbures ne peut être désormais accordé en France par l'État.
C'est le Venezuela qui possède les plus importantes réserves au monde, principalement sous la forme de pétrole extra-lourd et de sables bitumineux. Le Venezuela possède 300,9 milliards de barils de pétrole de réserves prouvées à fin 2015, soit 17,7% des réserves prouvées dans le monde(1).
Les déversements d'hydrocarbures dans les océans ont de graves conséquences sur la flore. Les algues unicellulaires du phytoplancton en seront affectées. En effet, le pétrole provoque une importante baisse de production de ces algues, ce qui empêche la photosynthèse.