Filière hydrogène

On voit se construire en nombre des éoliennes, des champs de panneaux solaires, de nouvelles centrales nucléaires dans le but de produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau. L'hydrogène vert nécessite cependant des investissements considérables et, surtout, il est beaucoup trop dangereux pour être distribué dans des stations services sous une pression de 700 bars[1]. L’explosion de l’une de ces stations en Norvège en 2019 a immédiatement entraîné l’arrêt de la production de véhicules à hydrogène de marque Mercedes[2], Toyota et Hyundai[3], mettant en danger la filière hydrogène.

Un autre moyen de produire de l’hydrogène est la pyrolyse du méthane, produisant simultanément de l’hydrogène et du noir de carbone, utile à la fabrication de pneus, de revêtements routiers, d’engrais, etc. Ce procédé ne génère pas directement d'émission de dioxyde de carbone[4] - [5] et peut valoriser des rejets de méthane, puissant gaz à effet de serre, issu par exemple du gaz de mines, du biométhane[5] ou de gisements gaziers.

Le stockage et le transport de l’hydrogène peuvent s’envisager sous forme d’ammoniac, beaucoup moins dangereux que le dihydrogène lui-même[6].

L’ammoniac peut être utilisé comme carburant, soit dans des piles à combustibles « direct ammoniac »[7], qui sont à l’étude en 2021, réservées aux fortes puissances (bateaux, trains, camions, groupes électrogènes, avions) et au rendement de 50 %, soit dans des moteurs thermiques, également pour les fortes puissances aux rendements théoriques pouvant atteindre 40 % pour les plus gros moteurs Diesel, jusqu’à 60 % dans certaines turbines complexes à plusieurs étages de compression et de détente. En ce qui concerne les moteurs thermiques de faible puissance pour véhicules particuliers, il est possible dès à présent d’utiliser de l’ammoniac dans des moteurs traditionnels, en le mélangeant avec des carburants usuels dans des proportions appropriées, réduisant ainsi les émissions de NOx et, en fonction de la provenance de l'hydrogène, de CO₂. Une telle mesure pourrait être mise en œuvre sans délai. Des recherches sont aussi en cours en 2021 pour développer des moteurs thermiques à microturbines à combustion continue.

Il faut également signaler le stockage d'hydrogène sous forme solide par absorption à température et pression appropriées, par exemple sur du magnésium, formant ainsi de l’hydrure de magnésium[8]. Cette technique permettrait d’alimenter sans danger en hydrogène, par désorption à température et pression appropriées, des piles à combustible au rendement de 50 %, alimentant un moteur électrique adapté aux véhicules particuliers. Le plein d’hydrure de magnésium, pesant environ 80 kg, pourrait s'effectuer en quelques minutes et apporter une autonomie supérieure à 600 km.