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[Dossier] L'hydrogène, parlons-en !

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L’hydrogène fait régulièrement la une de l’actualité pour son rôle dans la transition énergétique mais l’utilisation de cette molécule n’est pas nouvelle. Depuis 50 ans, Air Liquide a développé un savoir-faire unique dans la maîtrise de l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène (production, stockage et distribution). Ce sujet nous passionne et vous aussi, nous souhaitons donc vous proposer cet automne un dossier en 3 parties sur le sujet. 1ère étape, retour aux fondamentaux : Qu’est-ce que l’hydrogène ? Comment est-il produit et quels sont ses principaux domaines d’application ?

Vous ne les percevez pas mais tout autour de nous, une centaine d’éléments chimiques constituent tout l’univers : nous et notre environnement. Parmi ceux-ci, il y a l’hydrogène. Incolore, inodore, très léger, c’est l’élément chimique le plus abondant. 

L’hydrogène, associé à d’autres éléments dans de nombreuses molécules, représente 10 % de la masse du corps humain1.

Mais qu’est-ce que l'hydrogène ?

À quoi sert-il ? Peut-il remplacer nos énergies fossiles et ainsi révolutionner la transition énergétique ? Ces questions sont au cœur du premier épisode du podcast “La minute hydrogène”. Cliquez sur le bouton ci-dessous et laissez-vous guider.

Comment est-il produit ?

Il existe plusieurs façons de produire de l’hydrogène. La plus classique, principalement utilisée pour des usages industriels et qui représente aujourd’hui plus de 90 % de la production mondiale, c’est le reformage du gaz naturel. Mais pour éviter ce recours à une énergie fossile, Air Liquide s’oriente vers une production d’hydrogène bas carbone, notamment pour les usages énergétiques.

Tour d’horizon des trois moyens pour y parvenir :

  • Par reformage du méthane, d’origine fossile, en captant le CO2 émis 

     

    Le reformage du méthane est aujourd’hui la méthode la plus utilisée pour produire de l’hydrogène. Pour limiter l’impact de cette production, Air Liquide a développé CryocapTM. Ce procédé cryogénique (utilisation de basses températures pour séparer les gaz) permet ainsi de capter une grande partie du CO2 émis tout en améliorant le rendement en hydrogène.

  • Par reformage du biométhane 

     

    Il est aussi possible de produire de l’hydrogène par reformage mais en prenant comme source du biométhane. Ceci permet de passer d’un gaz issu des énergies fossiles, à un gaz issu de la décomposition des déchets organiques et donc sans empreinte carbone associée.

  • Par électrolyse de l’eau 

     

    Il s’agit d’une autre manière de produire de l’hydrogène bas carbone en utilisant de l’eau et de l’électricité produite à partir des énergies renouvelables (solaire, éolien, etc.). L’électrolyseur sépare l’oxygène de l’hydrogène, qui sera ensuite comprimé puis stocké.

  • C’est la baisse estimée des coûts de production de l'hydrogène bas carbone d'ici 20302.

Pour quels usages ?

L’hydrogène est un réactif utilisé dans de nombreux secteurs industriels notamment pour produire différents matériaux. Par exemple, il peut être associé à de l’azote pour fabriquer de l’ammoniac, une base des engrais. C’est un réactif qui entre dans la composition des fibres textiles comme le nylon, des mousses polyuréthanes et de diverses matières plastiques. 

Il est également utilisé par l'industrie pétrolière et gazière pour ôter le soufre des carburants et ainsi diminuer les émissions d'oxyde de soufre responsables des pluies acides.

Aujourd’hui, ce sont surtout ses capacités en tant que vecteur d’énergie qui pourraient lui faire jouer un rôle majeur dans le domaine de la mobilité notamment pour propulser les voitures, les bus, les camions, les trains, les bateaux ou encore les avions.

L’énergie hydrogène peut également être utilisée pour chauffer nos habitations, alimenter en énergie propre certains secteurs comme l’industrie lourde, ou encore répondre aux besoins croissants en énergie des technologies numériques, notamment des data-centers. 

Témoignage
Pierre-Etienne Franc

Vice Président Énergie Hydrogène chez Air Liquide

« L'hydrogène est un levier crucial à activer pour lancer la transition énergétique. »

Comment cette simple molécule peut-elle permettre tout cela ?
Pour vous aider à tout comprendre, nous avons interrogé Pierre-Étienne Franc.

Lire

Les différentes applications de l'hydrogène à découvrir.

Envie d’en savoir plus ?

Que ce soit dans l’industrie du verre, la métallurgie, l’électronique ou encore dans le domaine de la préservation de l’environnement, l’hydrogène est utilisé depuis de nombreuses années pour de multiples applications. Cet article dédié dresse le panorama de ses applications des plus connues aux plus étonnantes.

Lire plus

À vous de jouer !

Après avoir lu et écouté ce dossier, saurez-vous répondre à ces 4 questions sur l’hydrogène ?
 

Quelle a été la consommation mondiale d’hydrogène en 2018 ?

La consommation mondiale d’hydrogène ne cesse de grimper, nous sommes passés de 69,1 millions de tonnes en 2017 à 74 millions de tonnes en 2018.

Que rejette un véhicule à hydrogène ?

Les véhicules à hydrogène sont des véhicules à motorisation électrique intégrant une pile à combustible qui transforme l’hydrogène en électricité.

Résultat : zéro CO2 émis, zéro particule et zéro bruit ; ces véhicules ne rejettent que de l’eau.

À quoi sert l’hydrogène dans le domaine du spatial ?

Dès les origines de l’industrie spatiale, l’hydrogène a immédiatement joué un rôle important en tant que carburant des fusées. C’est le carburant qui concentre le plus d’énergie. 

1 kg d’hydrogène contient 3 fois plus d’énergie qu’1 kg d’essence.

Un critère de première importance quand on sait qu’un lanceur spatial doit être le plus léger possible.
Actuellement, l’association hydrogène liquide et oxygène liquide est toujours utilisée pour lancer la fusée européenne Ariane 5. 

Selon le cabinet McKinsey, quelle part de la demande énergétique mondiale représentera l’hydrogène en 2050 ?

Un rapport publié par le cabinet McKinsey estime qu’en 2050, ce gaz devrait générer un revenu annuel de 2 500 milliards de dollars.

Il devrait représenter environ 18 % de la demande énergétique mondiale, permettre d’éviter 6 gigatonnes d’émissions de CO2 et de créer 30 millions d’emplois.

Sources :
1. p. 6 Reginald H. Garrett, Charles M. Grisham et B. Lubochinsky (trad. Bernard Lubochinsky), Biochimie, Paris, De Boeck Université, 2000, 1292 p. (ISBN 978-2-7445-0020-6, OCLC 44434958, notice BnF no FRBNF37106164)
2. Conseil de l’Hydrogène, Étude McKinsey - Path to hydrogen competitiveness, a cost perspective (Vers un hydrogène compétitif : prévision des coûts) - 2020

Article publié le 01 octobre 2020