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Déconstruire les idées reçues : l’économie des véhicules à hydrogène et des infrastructures de distribution

Déconstruire les idées reçues : l’économie des véhicules à hydrogène et des infrastructures de distribution

Chuck Hayes, ingénieur principal des applications pour les énergies propres, Swagelok

Il ne fait aucun doute que l’économie des véhicules à hydrogène et des infrastructures de distribution est en pleine croissance. Cependant, alors que cette technologie prend de plus en plus d’importance, elle peut faire l’objet d’une désinformation. Les préjugés sur l’hydrogène tournent généralement autour de sa sécurité, de sa viabilité en tant que carburant de mobilité, de son coût et de son impact environnemental.

Sûr, fiable, économique et respectueux de l’environnement, l’hydrogène est en mesure de répondre aux besoins modernes d’alimentation en carburant des véhicules. Par ailleurs, l’hydrogène pourrait bien être la meilleure voie à suivre pour l’économie mondiale, à l’heure où le monde entier s’attache à œuvrer pour un avenir plus écologique et plus durable pour la planète. 

Trouver de l’aide pour faire de l’économie de l’hydrogène une réalité

Voici quatre idées reçues courantes sur l’hydrogène qui méritent d’être réexaminées, ainsi que des faits concernant la viabilité de l’hydrogène en tant que source de carburant.

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Idée reçue : le stockage et l’utilisation de l’hydrogène gazeux présentent un danger

L’hydrogène présente les mêmes risques, voire moins de risques, que les autres carburants en raison de sa non-toxicité et de sa faible volatilité. Par ailleurs, nombre de procédures et protocoles de sécurité sont envisagés à chaque étape de la conception des véhicules ou des infrastructures de distribution afin d’en garantir la fiabilité et la sécurité. Et lorsqu’elle est manipulée correctement, la technologie de distribution de l’hydrogène offre une solution efficace et économique pour les besoins de mobilité modernes.

Fait : l’hydrogène est 14 fois plus léger que l’air et 57 fois plus léger que la vapeur d’essence. En général, il s’élève et se disperse rapidement en cas de fuite, ce qui réduit considérablement les risques d’inflammation au niveau du sol.

Densité relative de la vapeur

 

 

Fait : l’hydrogène n’est pas toxique, contrairement aux carburants conventionnels. Une fuite ou une dispersion d’hydrogène ne contaminera pas l’environnement et ne menacera pas la santé des personnes ou de la faune, ce qui peut arriver avec les combustibles fossiles.

Fait : l’hydrogène, lorsqu’il brûle, chauffe moins l’air ambiant que l’essence. Par conséquent, le risque d’incendie secondaire est plus faible.

Fait : alors que l’hydrogène peut être explosif avec des concentrations d’oxygène comprises entre 18 % et 59 %, l’essence peut être explosive avec des concentrations d’oxygène comprises entre 1 % et 3 %. De plus, la température d’auto-inflammation de l’essence est de 280°C (536°F), soit la moitié de celle de l’hydrogène (H2) qui est de 535°C (995°F).

 

Températures d’auto-inflammation

 

 

Fait : les véhicules équipés de réservoirs stockant du gaz sous pression ne sont pas une nouveauté. Il existe une industrie mondiale représentant des milliards de dollars, qui fabrique et transporte de l’hydrogène depuis des décennies.

Fait : les distributeurs d’hydrogène sont conçus pour effectuer plusieurs contrôles de sécurité à la fois au niveau du matériel de distribution et à bord du véhicule pendant le remplissage du réservoir (début, milieu, fin).

Fait : plusieurs programmes internationaux de certification évaluent la sécurité de l’hydrogène en tant que carburant de mobilité. Par exemple, Toyota a reçu l’autorisation du ministère japonais de l’Économie, du Commerce et de l’Industrie (METI) de fabriquer et contrôler des réservoirs destinés aux véhicules à hydrogène.

Fait : 22 pays ont élaboré un code de conception et de construction des stations de remplissage en hydrogène, qui intègrent des normes CSA (normes canadiennes), ISO (Organisation internationale de normalisation) ou EN (normes européennes).
Idée reçue concernant l’hydrogène

Idée reçue : les véhicules à hydrogène ne sont pas pratiques pour effectuer de longs trajets

Pour tout nouveau carburant destiné au secteur des transports se pose la question de l’autonomie des véhicules. Or, cela ne devrait pas être une préoccupation dans le cas de l’hydrogène.

Parce qu’il maintient une densité d’énergie élevée et qu’il est particulièrement adapté aux véhicules utilitaires lourds, la légèreté de l’hydrogène permet de maximiser le volume de charge utile d’un camion et d’augmenter ainsi son autonomie. De plus, il est également possible d’accélérer le remplissage des réservoirs des véhicules électriques alimentés à l’hydrogène, ce qui contribue à réduire le temps d’immobilisation d’une flotte de véhicules et des équipements, le temps de remplissage du réservoir se comptant alors en minutes alors que le temps nécessaire pour recharger un véhicule à batterie se compte lui en heures. Enfin, alors que la production d’hydrogène vert dépend de la force du vent, de l’ensoleillement ou du débit de l’eau, il est possible de faire en sorte que cette énergie propre soit toujours disponible, quelles que soient les conditions météorologiques, en recourant à des technologies de stockage optimisées. 

 

Véhicule à hydrogène

Autonomie : 320 à 400 km avec 350 bar
640 à 800 km avec 700 bar
Temps de remplissage du réservoir : 3 à 4 minutes

 



Véhicule électrique

Autonomie : 160 à 500 km
Temps de charge : 30 minutes à 12 heures

 



Véhicule à essence

Autonomie : 480 à 640 km
Temps de remplissage du réservoir : 2 à 3 minutes

 

Fait : l’hydrogène a une densité d’énergie élevée et offre donc une autonomie comparable à celle des véhicules alimentés par des hydrocarbures. Sous pression, il peut également être stocké et distribué avec la même efficacité que ces carburants.

 Fait : bien qu’il s’agisse de l’élément le plus abondant dans l’univers, l’hydrogène doit être extrait de l’eau ou de composés organiques. Produire du gazole et de l’essence nécessite également de raffiner et de purifier du pétrole brut, un procédé qui peut également utiliser de l’hydrogène.

Fait : l’hydrogène est aujourd’hui produit principalement à partir du gaz naturel (qui est déjà une industrie mondiale à plusieurs milliards de dollars).

Fait : l’hydrogène peut également être obtenu à partir d’énergies renouvelables comme le solaire, l’éolien ou le biogaz. Ces sources d’énergie alimentent des électrolyseurs qui vont utiliser le courant électrique pour décomposer des molécules d’eau et former de l’hydrogène et de l’oxygène utilisables.

Fait : Les équipements de ravitaillement en hydrogène peuvent être ajoutés dans les stations-service existantes et offrir des temps de ravitaillement comparables à ceux de l’essence et du diesel.

 

 

 

 

Idée reçue : l’hydrogène coûte trop cher

S’il revient toujours moins cher d’utiliser des carburants conventionnels aujourd’hui, le prix de l’hydrogène vert continue de baisser. Cette baisse devrait s’accélérer au cours de la prochaine décennie et rendre l’hydrogène tout à fait comparable en prix aux autres carburants de mobilité. Entre-temps, avec le resserrement des normes d’émissions de CO2, on peut s’attendre à ce que les aides gouvernementales accélèrent le développement à grande échelle du secteur de l’hydrogène. Par ailleurs, le coût et l’efficacité des sources d’énergies renouvelables (solaire, éolienne, hydraulique, etc.) continuent de s’améliorer, une tendance qui devrait s’étendre aux coûts de production de l’hydrogène.  

Un coût global plus faible en USD/100 km

 

 

Fait : des initiatives gouvernementales d’envergure, comme le programme Earthshots du département américain de l’Énergie (DOE), ont pour but de stimuler le développement et de réduire les coûts de l’hydrogène.

Fait : des composants de qualité pour les systèmes d’alimentation en carburant limitent les opérations de maintenance imprévues et les coûts associés.
Idée reçue concernant l’hydrogène

Idée reçue : l’hydrogène est une solution qui n’est ni respectueuse de l’environnement ni durable

Une préoccupation courante au sujet de la durabilité de l’hydrogène concerne sa production. Pourtant, il existe plusieurs moyens de produire de l’hydrogène, et la plupart d’entre eux sont plus respectueux de l’environnement que les méthodes utilisées pour produire des combustibles fossiles comparables. De plus, utiliser de l’hydrogène dans une pile à combustible ne génère aucune émission à part de l’eau, ce qui contribuera à réduire considérablement la production de gaz à effet de serre à l’échelle mondiale.

 

Fait : utiliser de l’hydrogène dans une pile à combustible ne crée ni fumée ni déchets, la pile ne produisant que de l’énergie et de l’eau pure.

Fait : plusieurs procédés permettent de produire de l’hydrogène, et la plupart de ces procédés ont permis de réduire les émissions de CO2.

 

Hydrogène gris

Hydrogène bleu

Hydrogène vert

CO2 émis lors du reformage de combustibles fossiles (gaz naturel)
Captage et stockage du CO2
Zéro émission nette de
CO2 (objectif ultime)


 

 

Fait : la technologie de captage offre un moyen de confiner le carbone et de le stocker définitivement (ou de l’utiliser) à des fins industrielles.

 Fait : les initiatives gouvernementales, comme le programme Earthshots du département américain de l’Énergie, devraient soutenir et favoriser la croissance à long terme du secteur de l’hydrogène.

L’hydrogène a la capacité de transformer l’économie des transports telle que nous la connaissons. À l’heure où la durabilité devient une priorité à l’échelle mondiale, l’hydrogène est la solution énergétique la plus viable à notre disposition pour le secteur des transports. Son adoption nécessitera des infrastructures de distribution et des véhicules fiables et sûrs, auxquels les fabricants et autres acteurs du secteur doivent pouvoir se fier dès maintenant et sur lesquels ils doivent pouvoir s’appuyer dans les années à venir.

Si vous êtes à la recherche de composants, de services ou de formations pour développer des systèmes à hydrogène de haute qualité, nous pouvons vous aider. Swagelok propose des solutions pour le secteur des carburants de substitution et des transports depuis de nombreuses années, avec des produits et des assemblages conçus spécialement pour aider à contenir, stocker et distribuer l’hydrogène utilisé comme carburant de mobilité. Nos spécialistes se feront un plaisir de répondre à vos besoins.

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