Qu’est ce que l’hydrogène ?
L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’Univers. C’est le principal composant des étoiles et des planètes gazeuses.
En général, l’hydrogène se trouve rarement à l’état pur, qui plus est sur terre. Il est généralement combiné avec d’autres atomes tels que l’oxygène dans l’eau (H2O) ou le carbone dans les hydrocarbures (CH4, C2H6, …).
On peut le trouver sous la forme gazeuse lorsque deux atomes d’hydrogène sont réunis – on parle alors de « dihydrogène » – et sous forme liquide lorsque le gaz a été refroidi à -252.87°C.
Où trouve-t-on de l’hydrogène ?
L’hydrogène est un élément naturel qui peut être extrait à partir d’autres molécules telles que l’eau. Par exemple à partir des énergies renouvelables par électrolyse ou à partir d’autres sources d’énergies, telles que le gaz naturel ou le pétrole, par reformage.
La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau présente plusieurs intérêts écologiques car elle se fait sans émission de carbone et elle peut se faire localement.
Enfin, l’hydrogène n’est pas une énergie. C’est un vecteur énergétique, c’est-à-dire qu’il transporte de l’énergie qui peut être utilisée à posteriori. C’est une des réponses aux contraintes de stockage de l’énergie et à l’intermittence de la production renouvelable
Comment fabrique-t-on de l’hydrogène ?
Des débats scientifiques s’articulent autour de l’existence de sources naturelles d’hydrogène observée en Russie.
Actuellement l’hydrogène peut-être obtenu par 2 méthodes distinctes :
Avantages de l’utilisation de l’hydrogène
La molécule H2 de dihydrogène (communément appelé hydrogène) est constituée de deux atomes d’hydrogène. Elle présente un fort intérêt énergétique qui peut être désormais exploité grâce à l’apport technologique et scientifique des activités de recherche.
Progrès attendus pour la démocratisation de l’hydrogène
Grâce aux avancées scientifiques et techniques de ces dernières années, la filière hydrogène se développe. La marge d’innovation reste néanmoins importante et de nombreux travaux de recherche sont engagés pour lever les verrous suivants :
La généralisation de l’utilisation d’hydrogène nécessite de travailler en amont sur la filière hydrogène afin d’améliorer les technologies pour augmenter les rendements et de positionner l’hydrogène comme complément des technologies existantes pour exploiter au mieux ses avantages.
La place de l’hydrogène dans la transition énergétique
L’hydrogène a fait partie des technologies au cœur des débats lors de la COP 21 organisée à Paris en décembre 2015. L’hydrogène doit jouer un rôle important dans la transition énergétique en complément des énergies renouvelables.
Les énergies renouvelables étant intermittentes, elles produisent par moment plus d’énergies que le réseau ne peut en absorber, et à d’autres moments ne produisent pas assez d’énergie pour répondre aux sollicitations du réseau.
On observe ce phénomène avec les panneaux solaires photovoltaïques qui produisent un excédent énergétique entre 10h et 16h mais ne couvrent pas les besoins des foyers au réveil et en soirée.
L’hydrogène permet notamment de stocker les surplus d’énergie dus aux énergies intermittentes, il palie les contraintes liées à une production décentralisée et enfin son utilisation peut réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre.
L’hydrogène a donc un rôle pertinent à jouer dans la transition énergétique, cependant son exploitation industrielle nécessite encore de nombreux investissements.
Comment utiliser l’hydrogène ?
En tant que vecteur énergétique, l’hydrogène peut être converti en électricité, en chaleur ou énergie cinétique.
On peut l’utiliser :
Pour des applications stationnaires, à travers la production d’électricité et/ou de chaleur dans les bâtiments (principe de cogénération)
Pour des applications industrielles en utilisant l’hydrogène comme composé chimique
Pour des applications mobiles, en utilisant l’hydrogène comme force motrice
La transformation de l’hydrogène en énergie nécessite un convertisseur d’énergie : la pile à hydrogène (ou pile à combustible).