1 - L'électricité est transmise  à une vitesse de 273 000 km/s dans le cuivre (vitesse de l'information). Un navire cargo chargé d'hydrogène compressé circule à environ 20 noeuds, soit 36 km/h.

2 - Le réseau électrique est déjà en place à l'échelle mondiale, le réseau de distribution de l'hydrogène est inexistant. 

3 - La grande quantité d’énergie nécessaire pour obtenir l’hydrogène à partir de composés naturels (eau, méthane, biomasse), pour le compresser ou liquéfier, pour  transférer ce vecteur énergétique au consommateur, et l’énergie perdue lors de la conversion en électricité dans les piles à combustible conduit à un rendement global de seulement 25%. Avec la technologie HVDC, l'électricité produite par une ferme éolienne en mer ou par une ferme solaire dans le désert est transférée avec moins de 3% de perte pour 1000km et le rendement d'une voiture électrique, "de la prise à la roue", est de 86% (idem pour les véhicules hybrides rechargeables, ceci pour les 60km où ils fonctionnent en mode 100% électrique). 

1, 2 et3 : Quel est, entre l'électron et l'hydrogène, le vecteur  le plus intéressant ?

Voici un article relatif à l'avis d'Ulf Bossel, Docteur de l'Université de Berkeley, Président de l'European Fuel cell Forum et chercheur indépendant, article publié dans PhysOrg.com  et qui démontre pourquoi l'économie hydrogène est une absurdité totale d'un point de vue énergétique.

Article original:
http://www.physorg.com/news85074285.html

Pourquoi une économie hydrogène est un non sens
 
Dans une etude récente, Ulf Bossel, expert des piles à combustible, explique qu’une économie hydrogène est une économie inefficiente sur le plan énergétique. 

La grande quantité d’énergie nécessaire pour obtenir l’hydrogène à partir de composés naturels (eau, méthane, biomasse), pour le compresser ou le liquéfier, pour transférer ce vecteur énergétique au consommateur, et l’énergie perdue lors de la conversion en électricité dans les piles à combustible conduit à un rendement global de seulement 25%, une valeur innacceptable pour faire une tourner l’économie mondiale dans la perspective d’un développement durable. Seules des applications-niches telles que les sous-marins et les navettes spaciales devrait recourir à l’hydrogène.

"Plus d'énergie est nécessaire pour isoler l'hydrogène à partir de composés naturels qu’il ne peut jamais en être récupéré à partir de leur usage direct». Par conséquent, fabriquer un nouveau vecteur énergétique à partir du gaz naturel n’aurait aucun sens, étant donné qu’il conduirait à augmenter la consommation de gaz naturel et les émissions de CO2. Il faut remplacer les réserves d’énergies fossiles en déclin par les énergies renouvelables.

Alors que de nombreux scientifiques du monde entier tentent de mettre au point la technologie, Bossel a une vision plus large et s’attache à démontrer la pertinence et le réalisme, ou non, d’utiliser l’hydrogène comme vecteur énergétique à l’échelle mondiale. « Les avantages de l‘hydrogène mis en avant par les journalistes (pas toxique, sa combustion produit de l’eau, abondance de l’atome d’hydrogène dans l’univers, etc.) induisent en erreur parceque la production d’hydrogène dépend de la disponibilité en énergie et en eau douce, et énergie et eau douce deviennent de plus en plus rares et vont devenir l’objet d’enjeux géostratégiques, comme le pétrole et le gaz naturel aujourd’hui. » déclare Bossel.

« Il y a beaucoup d’argent qui a afflué. » ajoute-t-il. "Je pense que c’était une erreur de commencer par une “initiative présidentielle" [Georg Bush], plutôt que par une analyse comme la présente. D’énormes sommes d’argent ont été injectées jusqu’à maintenant, et maintenant même de bons scientifiques se prostituent pour obtenir de l’argent pour leurs étudiants ou leurs laboratoires, sinon, ils risquent d’être grillés. Mais les lois de la physique sont éternelles et ne peuvent pas être changées par plus de recherche, des capitaux ou un vote de la majorité. » 

Même si de nombreux scientifiques, y compris Bossel, prédisent que la technologie nécessaire à la mise en place de l’hydrogène économie est presque mature, Bossel donne des arguments indiquant que l’économie hydrogène ne sera jamais viable d’un point de vue économique. « Sur le marché, l’hydrogène devra concurrencer ses propres sources énergétiques avec l’électricité verte du réseau” déclare-t-il.  « Pour cette raison, créer un nouveau vecteur énergétique est une no win solution, une solution non-gagnante. Nous devons résoudre un problème énergétique, pas un problème de vecteur énergétique”.

Un processus inefficace sur le plan énergétique - Dans son étude, Bossel analyse plusieurs méthodes permettant de synthétiser, stocker et distribuer l’hydrogène, étant donné qu’aucune de ces methodes n’a pris l’avantage. Pour commencer, le dihydrogène n’existe pas naturellement et doit être synthétisé. «  Le dihydrogène doit être synthétisé à partir de l’électricité par électrolyse de l’eau » explique Bossel. « Et ensuite, son contenu énergétique permet de produire à nouveau de l’électricité dans une pile à combustible où il se combien à l’oxygène pour former de l’eau. La séparation de l’hydrogène des molécules d’eau nécessite des quantités massives d’électricité et de très importantes quantité d’eau »

« L’hydrogène n’est pas une source d’énergie, mais seulement un vecteur énergétique. En tant que vecteur, il joue le même rôle que l’eau dans un système de chauffage hydraulique ou que l’électron dans un fil de cuivre. Quand on livre l’hydrogène, par pipeline ou par camion, les coûts sont plusieurs fois supérieurs à ceux des vecteurs habituels tels que le gaz ou l’essence. Même la plus efficace des piles à combustible ne peut récupérer ces pertes », déclare Bossel. 

Un autre défi est le stockage. Quand on stocke l’hydrogène sous forme liquide, du gaz doit pouvoir s’évaporer pour des raisons de sécurité, ce qui signifie qu’après 2 semaines, une voiture perd la moitié de son combustible, même sans avoir fait un seul kilomètre.  De plus, Bossel rappele que le rendement entrée-sortie ne peut pas être de beaucoup supérieur à 30%, tandisque les batteries ont un rendement de cycle complet supérieur à 80% (86%). Dans tous les cas de figure, Bossel montre que l’énergie de départ est supérieure d’un facteur 3 à 4 par rapport à l’énergie finale. 

"En passant par le vecteur hydrogène, environ 4 centrales électriques doivent être construites, alors que livrer directement cette énergie par câble électrique n'en requiert qu'une seule" écrit-il. "3 de ces 4 centrales électriques génèrent de l'énergie pour couvrir les pertes parasites de l'économie hydrogène".

Ce fait, montre-t-il, ne peut pas changer avec les progrès technologiques. L'efficacité 4:1 est basée sur des processus inhérents à l'économie hydrogène et les propriétés physiques de l'hydrogène lui-même, par exemple sa faible densité et son point d'ébullition extrêmement faible, ce qui augmente le coût de la compression ou de la liquéfaction et les investissements au niveau du stockage.

L'alternative: l'économie électron

D'un point de vue économique, l'inefficacité des processus inhérents à l’économie hydrogène conduisent à un coût 4 fois plus élevé qu'avec l’électricité du réseau. En réalité, l’électricité est bien plus efficace quand elle est envoyée directement au consommateur plutôt que de passer par l’hydrogène. Quand l’électricité est envoyée directement par cable aux consommateurs, 90% de l’électricité est transmise.

« Les deux points clés pour construire un système énergétique sûr et durable sont collecter l’énergie à partir des sources renouvelables et trouver la manière la plus effice de transmettre cette énergie au consommateur. » déclare-t-il.  « Parmi ces possiblités, le biométhane [qui est utilisé comme carburant dans quelques voitures] est important, mais correspond à une part très limitée [Commentaire: une rustine ;)] du mix énergétique nécessaire [Commentaire: l'usage du biométhane dans un véhicule n'est pas intéressant compte-tenu du faible rendement des moteurs thermiques; mieux vaut utiliser le biométhane dans de centrales à cogénération: production d'électricité + chaleur utilisable]. L’électricité en provenant des sources renouvelables jouera un rôle dominant. 

Pour Bossel, cela signifie se focaliser sur l’établissement d’une « économie électron ». Dans une économie électron, la plus grande partie de l’énergie sera transmise avec l’efficacité la plus élevée et la voie la plus courte au sein de l’infrastructure en place pourra être prise. L’efficacité d’une économie électron n’est pas affectée par quelque conversion que se soit d’énergie physique en énergie chimique et d’énergie chimique en énergie physique. Ceci contraste avec l’économie hydrogène qui est elle basée sur ces conversions (Electrolyse et piles à combustible ou moteurs thermiques à hydrogène)

« Une économie électron permet d’offrir la voie la plus courte, la plus efficace et la plus économique pour transporter l’énergie depuis la source verte jusqu’au consommateur. » déclare-t-il. « A l’exception de la chaleur issue de la biomasse, du solaire ou de la géothermie, c’est sous forme électrique que l’éolien, le solaire, la géothermie ou la chaleur issue des déchets parviendra au consommateur. L’électricité peut fournir l’énergie nécessaire aux voitures, au chauffage des maisons, à l’éclairage, la aux appareils de communication etc. Dans la perpective d’un développement durable, l’électricité de viendrale principal vecteur énergétique. Nous devons à présent nous focaliser sur la recherche relative au stockage électrique, sur les voitures électriques et sur la modernisation de l’infrastructure existante ».

Citation: Bossel, Ulf. “Does a Hydrogen Economy Make Sense?” Proceedings of the IEEE. Vol. 94, No. 10, October 2006.