Vers une économie de l’hydrogène – InformatiKKa

J’ai passé un demi-siècle à écrire pour la radio et la presse écrite (surtout imprimée). J’espère encore appuyer sur les touches alors que je prends mon dernier souffle.

Au début du 21e siècle, l’hydrogène était le moyen préféré de tous pour sortir du piège du réchauffement climatique. Ensuite, il est passé au second plan. Désormais, un renouveau est en marche.

Stockage d’Energie

L’hydrogène est un élément très simple et c’est le plus abondant dans l’univers. Il n’apparaît pas seul comme un gaz sur Terre ; il apparaît toujours en combinaison avec d’autres éléments. L’eau est une combinaison de deux parties d’hydrogène et d’une partie d’oxygène.

Les deux éléments peuvent être séparés en faisant passer un courant électrique dans l’eau lors d’un processus appelé électrolyse. L’hydrogène peut également être extrait du gaz naturel, de l’alcool et de la biomasse.

Bien sûr, dans tous les cas, il faut de l’énergie pour produire de l’hydrogène et le comprimer dans de petits vaisseaux. Cendre Le gardien note « … l’hydrogène est vraiment un vecteur d’énergie ou un moyen de stockage plutôt qu’une source d’énergie en soi – et l’impact sur le changement climatique de son utilisation dépend de l’empreinte carbone de l’énergie utilisée pour le produire. »

Certains pays, comme le Canada, disposent d’une abondance d’énergie hydroélectrique qui pourrait être utilisée pour créer de grandes quantités d’hydrogène. Ils peuvent utiliser l’énergie verte pour produire plus d’énergie verte. Mais, il y a des inefficacités. Environ la moitié seulement de l’énergie utilisée pour produire de l’hydrogène est réellement disponible pour alimenter une voiture ; le reste est perdu sous forme de chaleur.

De plus, le procédé d’électrolyse est coûteux. D’après le site la science« Pour que l’hydrogène devienne compétitif, les chercheurs devront trouver de nouveaux moyens plus efficaces et rentables de produire de grandes quantités d’hydrogène. »

Réservoirs de carburant

Monde des énergies renouvelables note que «l’hydrogène est riche en énergie, mais un moteur qui brûle de l’hydrogène pur ne produit presque aucune pollution. La NASA utilise de l’hydrogène liquide depuis les années 1970 pour propulser la navette spatiale et d’autres fusées en orbite.

La voiture familiale n’a pas besoin de ce type d’énergie et, bien que les véhicules expérimentaux utilisent l’hydrogène comme principale source d’énergie, ils le font grâce à ce qu’on appelle une pile à combustible.

L’hydrogène gazeux est comprimé et stocké dans un réservoir à haute pression. Ici, JD Power reprend la description : « … le gaz passe à travers une pile à combustible qui mélange l’hydrogène pur avec l’oxygène atmosphérique pour générer du courant électrique. L’électricité est ensuite utilisée pour alimenter un ou plusieurs moteurs électriques entraînant les roues.

Les piles à combustible sont souvent comparées aux batteries en ce sens qu’une réaction chimique produit de l’énergie électrique. La différence est qu’une pile à combustible ne perd jamais sa charge tant qu’elle est alimentée en hydrogène.

La seule chose qui sort du tuyau d’échappement est de l’eau suffisamment propre pour être bue. À l’époque où la navette spatiale volait, les piles à hydrogène alimentaient les systèmes électriques de l’engin. L’équipage boit l’eau créée comme sous-produit.

Voitures à hydrogène

En Grande-Bretagne, Hugo Spowers a développé l’une des nombreuses voitures expérimentales à hydrogène. Sa voiture d’essai Rasa a deux sièges et utilise des matériaux légers. Oliver Franklin Wallis écrit (Le gardien, janvier 2018) cette ingénierie innovante « … permet au Rasa d’atteindre l’équivalent de plus de 250 miles par gallon. Fonctionnant à l’hydrogène à partir de sources renouvelables, cela en ferait un prétendant à la voiture la plus durable au monde.

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Le constructeur automobile japonais Toyota a déjà un modèle de production de piles à combustible à hydrogène sur la route. La Mirai (rêve en japonais) est la première voiture à pile à combustible à hydrogène produite en série au monde.

Mise au point automatique rapporte « La berline à quatre portes… peut parcourir environ 650 kilomètres avec un seul réservoir et peut être ravitaillée en carburant en quelques minutes, comme un véhicule à essence.

Pour que les véhicules à pile à combustible à hydrogène réussissent, une infrastructure de ravitaillement doit être construite. De petits pas sont faits dans cette direction; La Californie compte plus de 100 stations-service à hydrogène.

Il y a d’autres problèmes. L’hydrogène est très inflammable et peut exploser. Les véhicules s’écrasent les uns contre les autres, de sorte qu’une ingénierie coûteuse est nécessaire pour protéger le réservoir d’hydrogène.

Cependant, La norme du soir au Royaume-Uni souligne que « Beaucoup de gens semblent assimiler l’hydrogène à des explosions catastrophiques, même si la vérité est que l’hydrogène est plus sûr à transporter dans une voiture que l’essence (essence). »

Coût de l’hydrogène par kilomètre

Il existe des informations sur le coût comparatif des véhicules à essence par rapport aux véhicules à hydrogène. La norme du soir journal a fait fonctionner une Toyota Mirai pendant plusieurs mois, puis a sorti sa calculatrice.

Le coût total de fonctionnement d’une Mirai à pile à combustible à hydrogène sur 430 km était de 84,7 $. Le coût pour la même distance dans une voiture à essence de taille similaire était de 79,60 $. Ainsi, le véhicule à hydrogène coûte environ sept pour cent de plus à faire fonctionner que son homologue à essence. Cependant, la voiture à hydrogène n’a aucune émission nocive.

La norme du soir résumé en disant « Compte tenu du début de cette voiture expérimentale, cela nous semble plutôt bien. »

Alimenter les bâtiments

La technologie de l’hydrogène peut également être utilisée pour chauffer et refroidir les bâtiments ainsi que pour fournir de l’électricité pour faire fonctionner les lumières, les appareils et les ordinateurs.

L’hydrogène peut être acheminé par pipeline de la même manière que le gaz naturel. Ainsi, avec de légères modifications, il peut être livré aux fournaises domestiques tout comme le gaz naturel. L’avantage est que le seul sous-produit de la combustion de l’hydrogène est l’eau, alors que le gaz naturel dégage des masses de dioxyde de carbone.

En 2016, le cabinet de conseil KPMG a analysé une proposition visant à faire passer le chauffage domestique au Royaume-Uni du gaz naturel à l’hydrogène. Son rapport indique qu’il en coûterait environ 90 milliards de dollars pour effectuer la conversion et ajouterait environ 300 dollars par an à la facture moyenne de gaz domestique. Dans le même temps, cela entraînerait une réduction de 70 % des émissions de gaz à effet de serre.

Le télégraphe a commenté (septembre 2017) que « Fondamentalement, les consultants ont déclaré que le chauffage à l’hydrogène serait le moins compliqué pour les clients de l’énergie car très peu d’appareils auraient besoin d’être remplacés.

Sécurité de l’hydrogène

L’hydrogène est incolore, inodore, insipide et non toxique, mais il peut exploser. Cependant, il est moins susceptible de s’enflammer que l’essence ou le propane. Il est plus léger que l’air et flotte donc vers le haut lorsqu’il se dissipe.

Sa réputation d’extrême dangerosité repose, dans une certaine mesure, sur un mensonge. En 1937, le dirigeable géant, Hindenburg, a pris feu alors qu’il atterrissait à Lakehurst, dans le New Jersey. À l’époque, on pensait que la catastrophe qui avait tué 36 personnes avait été causée par l’explosion de l’hydrogène, utilisé pour le maintenir en l’air. Plus récemment, le revêtement utilisé pour traiter la peau extérieure du dirigeable a été mis en cause. Quelle que soit l’histoire vraie, l’idée que l’hydrogène était trop dangereux à utiliser s’est imposée.

Soixante-dix ans plus tard, la technologie moderne a rendu la manipulation de l’hydrogène beaucoup plus sûre.

Factoïdes bonus

Le monde ne manquera jamais d’hydrogène.

Selon le Laboratoire national de Los Alamos, l’hydrogène représente environ 90 % de tous les atomes de l’Univers et les trois quarts de sa masse.

L’hydrogénation est un processus dans lequel les huiles et les graisses sont chauffées sous pression afin que l’hydrogène puisse être ajouté. Il est utilisé par l’industrie alimentaire pour prolonger la durée de conservation de produits tels que le beurre d’arachide et la margarine. Malheureusement, les aliments hydrogénés augmentent le taux de mauvais cholestérol (LDL) et abaissent le taux de bon cholestérol (HDL). La Harvard School of Public Health affirme que la consommation d’aliments hydrogénés contribue au décès de 30 000 Américains chaque année.

sources

• « Énergie hydrogène. » Monde des énergies renouvelablessans date.
• « Comment fonctionnent les voitures à hydrogène ? » Jeff YoungsJD Power
• 31 décembre 2011.
• « C’est une évidence : les voitures à hydrogène sont-elles l’avenir ? » Olivier Franklin Wallis, Le gardien20 janvier 2018.
• « Qu’est-ce que ‘l’économie de l’hydrogène’ ? » Grantham Institute, Imperial College London et Duncan Clark, Le gardien11 octobre 2012.
• « Toyota va de l’avant avec la première voiture à hydrogène produite en série. » Nicolas Maronese, autofocus.ca20 novembre 2014.
• « Avantages et inconvénients de l’hydrogène. » Denis Hartmann, science.com24 avril 2017.
• « Combien coûte une voiture à hydrogène ? » Tony Middlehurst, La norme du soir25 juillet 2017.
• « Un plan de 50 milliards de livres sterling pour le gaz hydrogène relance la vie. » Jillian Ambroise, Le télégraphe2 septembre 2017.

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© 2018 Rupert Taylor