Hydrogène comme carburant : pourquoi ce n’est pas une bonne option ?

L’hydrogène, souvent présenté comme une solution miracle pour remplacer les énergies fossiles, soulève de nombreuses inquiétudes. Bien que ce gaz soit abondant et puisse être utilisé pour produire de l’énergie propre, les défis techniques et économiques liés à sa production, son stockage et son transport sont gigantesques. Effectivement, la majorité de l’hydrogène est actuellement produit à partir de sources non renouvelables, telles que le gaz naturel, ce qui réduit considérablement ses avantages environnementaux.

Les infrastructures nécessaires pour distribuer l’hydrogène à grande échelle sont pratiquement inexistantes, et leur mise en place nécessiterait des investissements colossaux. Les technologies des piles à combustible, bien que prometteuses, restent coûteuses et complexes à mettre en œuvre. Face à ces défis, il est légitime de s’interroger sur la viabilité de l’hydrogène comme carburant à grande échelle.

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Les défis énergétiques de la production d’hydrogène

L’hydrogène, souvent présenté comme une énergie propre, pose des défis énergétiques majeurs. La production d’hydrogène reste largement dépendante des énergies fossiles. Environ 95 % de l’hydrogène produit mondialement provient du reformage du gaz naturel, un procédé énergivore et générateur de CO2.

Deux principales méthodes de production

• Reformage du gaz naturel : ce procédé, dominant, consiste à extraire l’hydrogène du méthane. Il nécessite des températures élevées et produit du dioxyde de carbone en grande quantité.
• Électrolyse de l’eau : cette méthode, plus durable, sépare l’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité. Elle reste marginale car elle requiert une électricité abondante et bon marché, idéalement d’origine renouvelable.

Les enjeux économiques et environnementaux

Les coûts de production d’hydrogène par électrolyse sont encore prohibitifs. Le GIEC recommande d’ailleurs les voitures à batterie électrique plutôt que celles à hydrogène, en raison de leur meilleur rendement énergétique. Le soutien de l’ANR et de la BPI à la recherche sur l’hydrogène et son déploiement est fondamental, mais ne suffit pas à résoudre les problèmes actuels.

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Le paradoxe de l’hydrogène vert

Bien que des entreprises comme Lyfhe produisent de l’hydrogène vert, la part de ce type de production demeure faible. Le coût élevé et la complexité des infrastructures nécessaires freinent son adoption à grande échelle. La transition énergétique, basée sur l’hydrogène comme carburant, apparaît donc encore éloignée.

Les limitations des infrastructures de distribution

L’adoption de l’hydrogène comme carburant est entravée par des infrastructures de distribution insuffisantes et coûteuses. Le réseau actuel de stations de recharge d’hydrogène est limité, avec seulement quelques centaines de stations dans le monde, concentrées principalement en Europe, au Japon et en Californie.

Les difficultés logistiques

Les infrastructures de distribution d’hydrogène nécessitent des investissements massifs. Le stockage et le transport de l’hydrogène, un gaz léger et inflammable, imposent des exigences de sécurité élevées. Les coûts associés à la construction et à l’entretien des stations de recharge sont prohibitifs. Les entreprises telles que Michelin et Faurecia, via leur filiale commune Symbio, investissent dans le développement de piles à combustible, mais les progrès restent lents.

Les contraintes techniques

Les réservoirs d’hydrogène, fabriqués par des entreprises comme Knauf Industries, doivent supporter des pressions extrêmement élevées, allant jusqu’à 700 bars. Ces contraintes techniques augmentent les coûts de production et compliquent la distribution. Yves Faurisson, en charge des activités hydrogène pour le groupe Michelin, souligne que la mise en place d’un réseau de distribution fiable et sûr est un défi majeur pour l’industrie.

Les perspectives d’évolution

Le soutien des institutions comme l’Ademe est fondamental pour accélérer le déploiement des infrastructures. Toutefois, sans une augmentation significative des investissements publics et privés, la transition vers une utilisation généralisée de l’hydrogène comme carburant restera limitée. Les défis liés aux infrastructures de distribution freinent ainsi l’adoption de l’hydrogène, malgré ses promesses en matière de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Le rendement énergétique et les coûts associés

Les défis énergétiques de la production d’hydrogène

La production d’hydrogène, bien que prometteuse comme vecteur d’énergie propre, présente des défis significatifs en termes de rendement énergétique. L’hydrogène produit par reformage du gaz naturel, la méthode la plus courante, n’est pas sans conséquences environnementales. Ce processus émet du CO2, compromettant l’objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’hydrogène produit par électrolyse de l’eau, plus respectueux de l’environnement, requiert une quantité considérable d’électricité, souvent issue d’énergies fossiles.

Coûts de production et d’utilisation

L’ADAC a calculé que le coût de l’hydrogène pour les véhicules dépasse celui des carburants traditionnels. En termes de coût par kilomètre, l’hydrogène est encore largement supérieur à l’essence ou au diesel. Ce constat est accentué par le prix élevé des piles à combustible et des réservoirs haute pression, nécessaires pour le stockage.

Rendement énergétique comparatif

Le rendement énergétique des véhicules à hydrogène est inférieur à celui des véhicules électriques à batterie. Le GIEC recommande les voitures à batterie électrique comme une alternative plus efficace. L’hydrogène, en tant que source d’énergie, subit des pertes à chaque étape : production, transport, stockage et conversion en électricité dans les piles à combustible.

Impact sur l’emploi et l’industrie

L’AFHYPAC s’attend à la création de 100 000 nouveaux emplois directs dans le secteur de l’hydrogène, notamment grâce aux investissements dans la recherche et le développement soutenus par l’ANR et la BPI. Toutefois, cette expansion industrielle doit être mise en balance avec les défis économiques et énergétiques évoqués.

Malgré les avancées technologiques et les perspectives économiques, l’hydrogène comme carburant présente des contraintes notables en termes de rendement et de coûts, freinant son adoption à grande échelle.

Les impacts environnementaux et le bilan carbone

Les émissions de gaz à effet de serre

L’utilisation de l’hydrogène comme carburant n’est pas exempte d’émissions de gaz à effet de serre. Le reformage du gaz naturel, la méthode la plus courante pour produire de l’hydrogène, génère une quantité significative de CO2. Le recours à l’électrolyse de l’eau, bien que plus propre, nécessite une électricité souvent produite à partir d’énergies fossiles, compromettant ainsi son bilan carbone.

Les sources d’énergie renouvelables

Pour que l’hydrogène puisse véritablement contribuer à la transition énergétique, sa production doit être alimentée par des sources d’énergie renouvelables. Or, les infrastructures actuelles ne permettent pas encore une telle généralisation. La dépendance aux énergies fossiles reste un obstacle majeur à surmonter.

Cas des grands événements

Les Jeux olympiques de Paris 2024 prévoient d’utiliser 500 véhicules Toyota Mirai, alimentés à l’hydrogène. Cet événement mettra en lumière les avantages potentiels de l’hydrogène en matière de mobilité durable. Toutefois, le bilan carbone de ces véhicules dépendra largement de la source d’énergie utilisée pour produire l’hydrogène.

Considérations écologiques

• L’hydrogène produit par reformage du gaz naturel émet du CO2.
• L’électrolyse nécessite une électricité souvent issue des énergies fossiles.
• Un bilan carbone neutre exige une production basée sur des énergies renouvelables.

L’efficacité écologique des voitures à hydrogène, telles que la Toyota Mirai, dépend de la transition vers des sources d’énergie propre. Cette technologie, soutenue par des événements comme les Jeux olympiques de Paris 2024, reste encore à optimiser pour réduire son empreinte carbone globale.