Hydrogène : Energie du futur ?

Les crises sont un moment propice pour booster l’innovation, l’audace, sauter un pas, relancer les projets. Nous savons que la production d’énergie est l’un des enjeux majeurs des décennies à venir.  Démographie galopante, besoins exponentiels, fin programmée  des énergies fossiles, remise en question du nucléaire, imposent  à l’humanité de trouver rapidement des alternatives non polluantes. Parmi les pistes pour relever le défi, l’hydrogène, pourrait constituer
une voie d’avenir. La pile à combustible (PAC) est une “très vieille innovation”. Très simple, le principe de base  de son fonctionnement a été découvert dès 1839, par le physicien  anglais William Grove. Deux électrodes reliées par un circuit électrique et séparées par un électrolyte sont alimentées, en présence  d’un catalyseur, l’une par de l’hydrogène — qui fait office de combustible — l’autre par de l’oxygène atmosphérique. A la sortie, on produit de l’électricité et on rejette de la vapeur d’eau. Génial, mais trois problèmes sont à résoudre : l’hydrogène n’existe pas à l’état naturel et il faut donc le produire, son stockage demande certaines précautions et l’utilisation de matériaux nobles dans l’échangeur de la PAC, rend l’aventure encore un peu chère…

 
Le stockage

Il est le plus léger et le plus volumineux des atomes existant dans son état gazeux à température et à pression courantes. Sa capacité de libération d’énergie en fait, en outre, un gaz particulièrement inflammable. Autant que la mise au point des piles à combustible, ces aspects forment certainement le second “nœud” technologique conditionnant l’avènement de l’économie de l’hydrogène. La forme de stockage la plus courante consiste à comprimer le gaz et à le confiner dans des réservoirs sécurisés. Les pressions utilisées vont de 350 à 700 bars. Lancé en 2004, pour une du- rée de cinq ans, le projet européen StorHy (Système de stockage d’hydrogène pour des applications automobiles) a permis de valider le stockage à l’état gazeux sous haute pression (jusqu’à 700 bar), le stockage sous forme liquide (cryogénique) à très bas-ses températures (- 253 °C) et le stockage solide réalisé par la société Mc Phy Energy sous forme de petites galettes capables d’emmagasiner chacune 0,5 m3 de gaz hydrogène et ce n’est qu’un début. Cinq constructeurs dont Peugeot, 14 équipementiers et 15 instituts de recherche européens ont collaboré à ce projet financé à hauteur de 10,7 millions d’euros par le 6ème Programme Recherche de l’UE pour un budget total de 18,7 millions d’euros.

Vers l’autonomie

Les producteurs d’énergie vont devenir de plus en plus petits pour arriver, en final, au niveau de l’individu. Ils ont déjà commencé avec le photovoltaïque mais la réglementation actuelle les incite à revendre leur électricité à EDF. Imaginez que demain, avec les nouvelles éoliennes individuelles qui vont arriver, avec les nouveaux capteurs solaires, qui sont actuellement développés, qu’un particulier puisse fabriquer et stocker l’hydrogène sous forme non dangereuse. Il suffira alors que la galette d’hydrogène ainsi produite, auto alimente, au moment désiré, une pile à combustible. Le particulier ainsi équipé disposera, au moment où il le voudra, de toute l’électricité dont il aura besoin pour s’éclairer, pour se chauffer, pour faire tourner tous les matériels fonctionnant à l’électricité. Si en plus, avec l’hydrogène que ce particulier aura produit lui-même, il alimente sa voiture (les voitures à hydrogène pourraient être commercialisées d’ici 2015 sauf si les lobbies freinent)… La démonstration sera alors complète : ce particulier ne fera plus appel à un seul gramme de pétrole et n’émettra pratiquement plus de CO².

Avancées technologiques tous azimuts

Concernant le stockage de l’H², problème majeur en ter-me de sécurité et de coût, une réponse a été amenée par le stockage solide proposé par McPhy Energy, société qui vient d’être sacrée “Lauréat d’INNV’ECO spécial stockage de l’énergie”. La technologie mise en œuvre du stockage solide grâce à l’utilisation d’hydrure de magnésium vient d’être retenue par l’université de Nottingham pour son projet (CEH) de développement de logements innovants à énergie positive “Créative Energy Home” incluant solaire et/ou éolienne ainsi que des pompes à chaleur géothermiques. Les maisons sont exploitées individuellement, utilisant uniquement l’énergie renouvelable produite localement. Cependant, une solution de stockage, commune aux différentes maisons, pour l’énergie excédentaire est nécessaire afin de couvrir les périodes de pic, particulièrement après le coucher du soleil et pendant les périodes de vent faible. Pour répondre à ce besoin, le projet CEH prévoit la construction d’un micro-réseau incluant un système de gestion de l’énergie pour les différentes maisons. Il prévoit également l’intégration d’un réservoir MCP-N-4 de McPhy Energy afin de stocker le surplus d’énergie sous forme d’hydrogène solide… L’hydrogène sera ensuite utilisé, à la demande, pour alimenter des pi-les à combustible. Airbus est en train de tester en Allemagne la possibilité de déplacer les avions sur parking à l’aide d’une PAC. Boeing, vient de déposer un brevet de réservoir d’hydrogène liquide pour avion commercial sous forme d’anneau central servant de structure de base à l’aéronef. La société américaine Bloom Energy met en place un nouveau service “Bloom Electron Service” de vente d’électricité à un client à partir de ses piles stationnaires SOFC de 100 kW qui seraient installées sur place avec un engagement de prix sur dix ans correspondant à 0,06 €/KWh contre 0,12 €/ KWh pour EDF.
Une équipe de chercheurs américains de l’Université de Washington a identifié une nouvelle bactérie micro-algue “Cyanothece 51142” qui produirait dix fois plus d’hydrogène dans le procédé de production photo biologique en présence d’enzymes (nitrogénases), que les autres cyanobactéries mises en œuvre jusqu’ici. La production atteindrait 450 ml d’hydrogène par litre de culture et par jour. Enfin le Japon s’équipe de 100 stations services à hydrogène…

A l’est du nouveau !

Si de nombreux projets relatifs à l’H² sont depuis plusieurs années soutenus par l’UE, certaines de nos Régions se lancent vers des solutions d’avenir. Si Poitou- Charentes sous l’impulsion de Ségolène Royal, a misé sur l’électrique en soutenant HEULIEZ et sa MIA électrique, la Lorraine a décidé en partenariat avec l’UE de se positionner dans la filière H², participant au projet de la Communauté d’Agglomération de Sarreguemines Con-fluence destiné à promouvoir au côté des Smart électriques la F-City, véhicule de mobilité urbaine à hydrogène. Une station individuelle de remplissage sera spécialement installée sur un site technique de la Communauté d’Agglomération. A terme, l’hydrogène sera produit par un élec- trolyseur branché à une sour-ce d’électricité renouvelable.

Avis d’écologiste

Selon des études récentes menées par l’UE, l’hydrogène pourrait contribuer à réduire la consommation totale de pétrole des transports routiers de 40% d’ici 2050. L’UE s’est donnée comme objectif de diffuser ces technologie entre 2010 et 2020. Les constructeurs automobiles, japonais et coréens annoncent entre 2012 et 2015, l’arrivée en série de véhicules équipés de piles à combustible. Dans un contexte où le consommateur est prisonnier des distributeurs d’énergie, l’exemple de la pile à combustible couvrant tous les besoins en chauffage, électricité et recharge des futurs véhicules pour chacun d’entre nous est intéressant d’autant plus que le prix réel pro- posé aux USA par la société Bloom Energy correspond à 50 % du prix de base au Kw/h que nous facture EDF. Si la France a toujours un temps de retard sur ces domaines innovants, on pourrait attendre des Régions dans lesquelles les écologistes sont représentés plus de volontarisme sur ces sujets… La mise en place d’un observatoire des prix pourrait nous aider à faire des choix et à nous apercevoir que les crédits d’impôts sont un leurre qui ne profitent en rien au particulier.



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