Article de référence | Réf : BE8587 v1

Aspects environnementaux, sécuritaires et réglementaires
L’hydrogène, vecteur de la transition énergétique

Auteur(s) : Thierry ALLEAU

Date de publication : 10 août 2020

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RÉSUMÉ

Cet article traite des moyens qu’il faudra mettre en œuvre pour satisfaire l’Accord de Paris adopté en 2016 par la majorité des pays du Monde, à savoir la limitation à 1,5 °C en 2100 du réchauffement climatique de la planète. Cet objectif impose de réduire drastiquement les émissions de CO2 issues de l’utilisation des combustibles fossiles et de les remplacer par un vecteur d’énergie renouvelable qui ne conduise pas à l’émission de CO2, à savoir l’hydrogène. Les conséquences d’un tel choix sont passées en revue, tant du point de vue de sa production que de celui de sa mise en œuvre et de son utilisation.

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ABSTRACT

Hydrogen, vector of the energy transition

This article deals with the means that will have to be implemented to satisfy the Paris Agreement adopted in 2016 by the majority of the countries of the world, namely the limitation to 1.5 degrees in 2100 of global warming. This objective requires drastically reducing CO2 emissions from the use of fossil fuels and replacing them with a renewable energy vector that does not emit CO2, namely hydrogen. The consequences of such a choice are reviewed, both from the point of view of its production and that of its implementation and use

Auteur(s)

  • Thierry ALLEAU : Président d’Honneur - Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible, Paris, France

INTRODUCTION

C’est en 1972 que la Conférence de Stockholm, réunie sous l’égide des Nations Unies, a placé pour la première fois la dégradation de l’environnement, due aux émissions excessives de gaz à effet de serre tels que le CO2, comme préoccupation internationale. En 1997, la plus grande partie des pays industrialisés (sauf les États-Unis) signe le protocole de Kyoto par lequel ils s’engagent à une baisse de 5 % des gaz à effet de serre par rapport à 1990. Or, le taux de CO2 dans l’atmosphère en 1990 était voisin de 360 ppm ...il dépasse aujourd’hui 410 ppm ! Cet échec est la cause, la plus communément acceptée, du changement climatique observé ces dernières décennies, lequel dérèglement a déjà de lourdes conséquences sur l’environnement.

Ce constat négatif a conduit à un nouvel accord : l’accord de Paris, ratifié en octobre 2016 par 174 pays et l’Union européenne. Cet accord a pris pour objectif principal de contenir la hausse de la température moyenne, par rapport aux niveaux préindustriels, bien au-dessous de 2 °C, et la limiter autant que possible à 1,5 °C, objectif très ambitieux qui exige de réduire de manière intensive les émissions de CO2. Or, ces émissions proviennent essentiellement de l’utilisation des combustibles fossiles, sources d’énergie incontournables jusqu’ici, qui satisfont 80 % des besoins énergétiques mondiaux. L’équation devient donc simple à poser, si ce n’est à résoudre : il faut baisser de manière drastique la consommation des combustibles fossiles, émetteurs de CO2, dont nous avons déjà consommé, en moins de deux siècles, la moitié des réserves initiales alors qu’il reste plus de 4 milliards d’années de vie à la Terre ! Donc, devoir abandonner progressivement les énergies fossiles carbonées devient une nécessité et c’est devoir les remplacer en grande partie par les énergies renouvelables inépuisables à l’échelle de la vie sur Terre, à savoir essentiellement celles fournies par la machine solaire. La question reste donc de savoir si cette vision est réaliste et comment alors les mettre en œuvre et les transformer pour aboutir à des sources d’énergie aussi sûrement et facilement utilisables que les combustibles fossiles.

PPE : Programmation Pluriannuelle de l’Énergie

FCH-JU : Fuel Cells and Hydrogen Join Undertaking

GNL : Gaz Naturel Liquéfié

TICPE (ex TIPP) : Taxe Intérieure de Consommation sur les Produits Énergétiques

FCHEA : Fuel Cell and Hydrogen Energy Association

AFHYPAC : Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible

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KEYWORDS

global warming   |   CO2 emissions   |   fuel cell

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8587


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6. Aspects environnementaux, sécuritaires et réglementaires

Du point de vue environnemental, l’hydrogène, dès lors qu’il n’est pas confiné, a un comportement neutre dans l’atmosphère, sans action chimique et donc inoffensif, malgré le fait que ce soit le constituant le plus énergétique par unité de masse. Étant très léger (14 fois plus que l’air), il s’élève rapidement dans l’atmosphère avant de s’associer chimiquement à des molécules d’oxygène pour se transformer en molécule d’eau.

En présence d’air, l’hydrogène peut, dans certaines proportions et dans certaines conditions, provoquer une explosion, ce qui explique la peur qu’il provoque. C’est à ce risque qu’a été initialement associé l’accident spectaculaire du dirigeable Hindenburg, aux USA, en mai 1937 (36 morts sur les 100 occupants), alors qu’il a été démontré par la suite que l’hydrogène n’a été pour rien dans cet accident provoqué par l’impact d’un éclair d’orage sur la structure du ballon, très inflammable ! Ce dirigeable, s’il avait été gonflé à l’hélium, aurait connu le même sort !

Concernant toujours la crainte associée à l’hydrogène, il n’est pas inutile de rappeler que le « gaz de ville », qui a alimenté Paris jusqu’en 1971, était composé de 50 % d’hydrogène et 50 % de CO, et qu’il n’y a pas eu plus d’accidents que maintenant avec le gaz naturel et même plutôt moins alors que la dangerosité de ce mélange était potentiellement beaucoup plus forte (explosion plus empoisonnement) !

Du fait des risques associés à l’hydrogène qui est utilisé depuis longtemps dans l’industrie comme produit chimique, une réglementation très stricte existe ; sa nouvelle utilisation comme vecteur d’énergie a demandé l’établissement d’une réglementation complémentaire qui fait l’objet de nombreuses normes, règlements et codes dans le monde. L’Association américaine FCHEA (Fuel Cell and Hydrogen Energy Association) a récemment publié un document de synthèse les détaillant par pays.

Pour ce qui concerne la France, l’AFHYPAC (Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible) travaille en lien étroit avec la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR) pour faire évoluer favorablement...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   Le baromètre 2019 des énergies renouvelables électriques en France, Observ’ER  -  http://www.energies-renouvelables.org

  • (2) -   Hydrogen Economy Outlook  -  , mars 2020 https://data.bloomberglp.com

  • (3) -   The Fuel Cell Hydrogen Observatory (FCHO)  -  http://www.fchobservatory.eu

  • (4) -   AFHYPAC – Association Française pour l’hydrogène et les Piles à Combustible  -  , Tout savoir sur.... http://www.afhypac.org

  • (5) -   Mémento sur l’Énergie  -  , CEA Édition 2018 http://www.cea.fr

  • (6) -   Les scénarios mondiaux de l’énergie à l’horizon 2050, World Energy Council  -  https://www.worldenergy.org

  • ...

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