Hydrogène

L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers. Sur terre, il est le plus souvent nécessaire de le produire, c’est pourquoi on parle de vecteur énergétique, au même titre que l’électricité. La source la plus commune d’hydrogène est l’eau, qui combine atomes d’hydrogène et d’oxygène. On trouve aussi de l'hydrogène dans les hydrocarbures qui sont issus de la combinaison d'atomes de carbone et d'hydrogène (le charbon, le pétrole ou le gaz).


Pour mémoire …Il y a 146 ans déjà : « Et qu’est-ce qu’on brûlera à la place du charbon ? — L’eau, répondit Cyrus Smith. — L’eau, s’écria Pencroff, l’eau pour chauffer les bateaux à vapeur et les locomotives, l’eau pour chauffer l’eau ! — Oui, mais l’eau décomposée en ses éléments constitutifs, répondit Cyrus Smith, et décomposée, sans doute, par l’électricité, qui sera devenue alors une force puissante et maniable, car toutes les grandes découvertes, par une loi inexplicable, semblent concorder et se compléter au même moment. Oui, mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène, qui la constituent, utilisés isolément ou simultanément, fourniront une source de chaleur et de lumière inépuisables et d’une intensité que la houille ne saurait avoir. » Jules Verne, l’île mystérieuse, 1874

Comment fabrique-t-on l’hydrogène ?

Il existe plusieurs techniques de production de l’hydrogène:

• le réformage du gaz naturel à la vapeur d'eau est la technique la plus répandue : 95% de l’hydrogène est ainsi produit dans le monde. Il s’agit de faire réagir du méthane avec de l’eau pour obtenir un mélange contenant de l’hydrogène et du CO2. Le CO2 émis par ce procédé pourrait être capté et stocké pour produire un hydrogène décarboné. En lieu et place du gaz naturel, l’utilisation du biométhane (méthane issu de la fermentation de la biomasse) constitue aussi une solution pour produire un hydrogène décarboné.

• la gazéification permet de produire, par combustion, un mélange de CO et d’H2 à partir de charbon (solution qui émet beaucoup de CO2) ou de biomasse.

• l’hydrogène peut aussi être produit à partir d’eau et d’électricité, c’est l’électrolyse de l'eau. L’électrolyseur sépare une molécule d’eau en hydrogène et en oxygène. Cette technologie est connue depuis deux siècles et est utilisé à l’échelle industrielle dans des secteurs comme le chlore ou l’aluminium. Dans le cas de l’Hydrogène, le recours massif à cette technologie, facteur de décarbonation, ouvrirait la voie à l’essor de ce vecteur énergétique.

Quel est le potentiel de l’hydrogène ?


Trois couleurs pour l’hydrogène : vert, bleu, gris - Trois, nuances d’hydrogène

L’hydrogène est dit gris lors qu’il est produit à partir d’énergies fossiles sans dispositif de captage de CO2. Il existe deux catégories d’hydrogène « décarboné » : le « bleu » et le « vert » Le « bleu » est produit à partir d’énergie fossile avec un dispositif de captage du CO2 ou à partir d’énergie nucléaire Le vert est produit à partir d’énergies renouvelables au moyen d’un électrolyseur.
H2-8

hydrogène « bleu »


H2-9

hydrogène « vert »

Source RTE

hydrogène et énergies renouvelables

Integration of renewable energies into end uses by means of hydrogen:
H2-10

Hydrogen can facilitate coupling between electicity and buldings, transport and industry.

Source : Irena
H2-11

Conversion Factors

Source : Irena