1.Qu'est-ce que l'énergie hydrogène ?
L'hydrogène, l'élément numéro un du tableau périodique, possède le plus petit nombre de protons, un seul. L'atome d'hydrogène est également le plus petit et le plus léger de tous les atomes. Sur Terre, l'hydrogène se présente principalement sous forme combinée, la plus répandue étant l'eau, substance la plus abondante de l'univers.
L'hydrogène possède un pouvoir calorifique très élevé. Comparez la quantité de chaleur dégagée par la combustion d'une même masse de gaz naturel, d'essence et d'hydrogène :
Dans les mêmes conditions,
La combustion d'un gramme de gaz naturel produit, selon les mesures, environ 55,81 kilojoules de chaleur ;
La combustion d'un gramme d'essence dégage environ 48,4 kilojoules de chaleur ;
La combustion d'un gramme d'hydrogène dégage environ 142,9 kilojoules de chaleur.
La combustion de l'hydrogène dégage 2,56 fois plus de chaleur que celle du gaz naturel et 2,95 fois plus que celle de l'essence. Ces données démontrent clairement que l'hydrogène possède les propriétés fondamentales d'un carburant idéal : un pouvoir calorifique supérieur !
L'énergie hydrogène appartient principalement à la catégorie des énergies secondaires. L'enjeu est de savoir si sa logique, sa technologie et son économie présentent un intérêt et une valeur pour l'équilibre écologique, la gouvernance environnementale et la lutte contre le changement climatique. Les énergies secondaires constituent le maillon intermédiaire entre les énergies primaires et les utilisateurs d'énergie et se divisent en deux catégories : les énergies de production et les énergies renouvelables. L'électricité est sans conteste la source d'énergie de production la plus répandue, tandis que l'essence, le diesel et le kérosène sont les sources d'énergie renouvelables les plus courantes.
D'un point de vue logique, étant donné que les « sources de performance des procédés » sont difficiles à stocker directement en grandes quantités, les véhicules de transport modernes à forte mobilité, tels que les voitures, les navires et les avions, ne peuvent pas utiliser de grandes quantités d'énergie électrique produite par les centrales électriques. Ils ne peuvent en revanche utiliser que de grandes quantités d'« énergie contenant de l'énergie », comme l'essence, le diesel, le kérosène d'aviation et le gaz naturel liquéfié.
Cependant, la tradition n'est pas immuable et n'est pas toujours logique. Avec l'essor des véhicules électriques et hybrides, l'expression « source de performance de processus » peut remplacer celle d'« énergie contenant de l'énergie ». Logiquement, la consommation continue d'énergies fossiles finira par épuiser les ressources, et de nouvelles formes d'énergie contenant de l'énergie apparaîtront inévitablement, parmi lesquelles l'hydrogène est le principal représentant.
L'hydrogène est abondant dans la nature, représentant environ 75 % de la masse de l'univers. Il est largement présent dans l'air, l'eau, les combustibles fossiles et tous les types de glucides.
L'hydrogène présente d'excellentes performances de combustion : point d'inflammation élevé, large plage de combustion et vitesse de combustion rapide. Du point de vue du pouvoir calorifique et de la combustion, l'hydrogène constitue une énergie de haute qualité et efficace. De plus, l'hydrogène lui-même est non toxique. Sa combustion produit, outre de l'eau et une faible quantité d'oxyde nitreux, sans générer de polluants nocifs pour l'environnement ni d'émissions de dioxyde de carbone. Par conséquent, l'énergie hydrogène appartient à la catégorie des énergies propres et revêt une grande importance pour la protection de l'environnement et la réduction des émissions de dioxyde de carbone.
2. Le rôle de l'énergie hydrogène
L'énergie hydrogène dispose d'une vaste chaîne industrielle qui couvre la préparation, le stockage, le transport et le ravitaillement de l'hydrogène, les piles à combustible et les applications terminales.
Dans le domaine de la production d'électricité, l'énergie hydrogène peut être utilisée pour produire une énergie propre afin d'équilibrer la demande et de pallier les pénuries d'électricité aux heures de pointe.
Dans le domaine du chauffage, l'énergie hydrogène peut être mélangée au gaz naturel, qui est l'une des rares sources d'énergie à faible émission de carbone pouvant concurrencer le gaz naturel à l'avenir.
Dans le secteur de l'aviation, qui émet chaque année plus de 900 millions de tonnes de dioxyde de carbone, l'énergie hydrogène est le principal moyen de développer une aviation à faibles émissions de carbone.
Dans le domaine militaire, la pile à combustible à hydrogène présente l'avantage d'être silencieuse, de produire un courant continu et d'offrir une conversion d'énergie élevée ; elle constitue une condition importante pour la furtivité des sous-marins.
Les véhicules à hydrogène présentent d'excellents résultats en matière de combustion : allumage rapide, pouvoir calorifique élevé, réserves abondantes, etc. L'hydrogène, grâce à ses nombreuses sources et applications, permet de réduire efficacement la part des énergies fossiles.
L’amélioration du niveau de développement propre et le développement de l’énergie hydrogène constituent un vecteur important pour la mise en place d’un système d’approvisionnement énergétique « multi-énergies complémentaires » et un moteur majeur de la transformation et de la modernisation énergétiques.
Date de publication : 19 avril 2023