L'hydrogène trace les contours du futur de l'automobile
"L'hydrogène, le 'nouveau diesel', sera le carburant de l'avenir", déclare Mark Pecqueur, fermement convaincu. L'enseignant et chercheur de Thomas More a même récemment publié un ouvrage à ce sujet avec Paul Jenné, Commercial & Market Development Manager chez Van Hool. Nous avons étudié chaque aspect de l'hydrogène: qu'est-ce que c'est, où en sommes-nous et où tout cela va-t-il nous conduire?
la neutralité climatique grâce à l'hydrogène
"Maintenant que l'intention est de passer exclusivement à des véhicules neutres sur le plan climatique d'ici 2026, l'espoir réside dans l'électricité mais aussi dans l'hydrogène", explique Mark Pecqueur. "Cet objectif ne sera pas atteint avec les seuls véhicules électriques. Il y a tout simplement trop de conducteurs qui n'aiment pas l'e-mobilité ou pour qui elle n'est tout simplement pas réalisable. De plus, il est également très difficile à gérer en termes d'infrastructure. Qui va payer pour toutes ces places de stationnement et les stations de recharge qui les accompagnent? Une station-service à hydrogène peut tout simplement desservir des centaines de voitures par jour selon le mode opératoire que nous utilisons actuellement pour le ravitaillement."
Technologie de l'hydrogène
Électricité et vapeur d'eau
Nous n'allons pas transformer cet article en une leçon de chimie, mais le principe de base de la technologie de l'hydrogène est que l'hydrogène (H2) est converti en eau (H2O) dans une pile à combustible avec de l'oxygène (O2), produisant ainsi de l'électricité qui peut entraîner un moteur électrique. Les produits résiduels sont de la vapeur d'eau et de la chaleur, et donc pas de CO2. Pour qu'il n'y ait pas d'émissions, il ne faut pas non plus produire de CO2 lors de la création de l'hydrogène. Cela se produit lors du reformage à la vapeur, c'est pourquoi l'électrolyse à partir d'électricité verte est préférable pour obtenir le label 'zéro émissionsé'.
moteur à combustion
La propulsion à l'hydrogène peut également être réalisée par un moteur à pistons libres. Dans ce type de moteur, dans un moteur à combustion interne, les mouvements des pistons ne sont pas contrôlés par un vilebrequin mais par l'interaction des gaz de la chambre de combustion et des pistons. Les applications étaient auparavant principalement les compresseurs d'air et les turbines d'entraînement. Cependant, avec des aimants permanents dans les pistons et les cylindres enveloppés dans une bobine, ils deviennent des machines électriques linéaires qui produisent de l'électricité grâce au mouvement du piston dans le cylindre.
"Un moteur à pistons libres est extrêmement efficace"
"Les avantages sont qu'il y a très peu de pièces mobiles dans ce moteur, qu'il n'y a pas de lubrification et que le moteur est particulièrement efficace, au moins aussi efficace que les 50% de la pile à combustible. De plus, elle n'utilise pas les matériaux autosuffisants que l'on trouve dans les batteries des véhicules électriques. Ainsi, le moteur à pistons libres évite de déplacer le problème climatique vers la pénurie aiguë de matières premières."
"L'entreprise britannique Libertine est déjà assez avancée dans le domaine des moteurs à pistons libres et a également conclu récemment des accords avec plusieurs grands acteurs industriels (comme Mahle) pour pouvoir proposer ces moteurs aux constructeurs automobiles."
Énergie renouvelable
"La demande d'énergie renouvelable ne peut pas être satisfaite par nous-mêmes en Europe. Le plan Desertec de 2009 a déjà montré que nous devrons importer cette énergie, principalement sous forme d'électricité bon marché qui peut être produite, par exemple, en Arabie saoudite."
Encore du potentiel
"Prétendre que nous utilisons déjà 20% d'énergie renouvelable est un mensonge. Nous utilisons 20% d'électricité renouvelable. Cela représente 80 térawattheures de consommation d'électricité en Belgique, alors que notre consommation totale est de 500 térawattheures. Il ne s'agit donc que de 20% de 80 térawattheures sur un total de 500 ... dont seulement 3,5% proviennent de sources renouvelables."
UTILISER LES ÉLECTRONS, DÉPLACER LES MOLÉCULES
"Il faut utiliser l'électricité car une chaîne de traction électrique est plus efficace qu'une chaîne de traction avec une boîte de vitesses. Mais pour déplacer les électrons, il faut les attacher à une molécule. Il peut s'agir d'hydrogène, mais dans le secteur du transport maritime, on envisage également le méthanol ou même l'ammoniac."
de L'hydrogène liquide dans nos aéroports
"L'hydrogène liquide sera propulsé sur le devant de la scène par le secteur de l'aviation. Des entreprises comme Airbus investissent dans l'hydrogène liquide car c'est le seul moyen pour les avions de voler sans émissions. L'avantage est que les avions peuvent également fonctionner à des altitudes plus élevées (>100.000 pieds) grâce à la combustion plus faible de l'hydrogène. Avec le kérosène, l'air à cette altitude est trop fin pour la combustion. Voler dans la stratosphère signifie qu'il n'y a pratiquement aucune résistance de l'air, ce qui permet également aux avions de se déplacer plus rapidement - jusqu'à Mach 8 ou 9.500 km/h. Je suis donc convaincu que les aéroports deviendront à l'avenir des plaques tournantes pour le stockage de l'hydrogène liquide. Il doit être stocké à -253 °C."
"Lorsqu'un Airbus 747 vole aujourd'hui de Paris à New York, il consomme 110 tonnes de combustible fossile. Rien que pour le décollage et le roulage, 2 tonnes de carburant sont consommées. Par kilogramme, l'hydrogène contient environ quatre fois plus d'énergie que le kérosène. Dans l'exemple du 747, 37 tonnes d'hydrogène suffiraient donc. Mais le volume de 37 tonnes d'hydrogène est supérieur au volume de 110 tonnes de carburant.
"Je considère l'hydrogène comme le nouveau diesel"
"Je considère l'hydrogène comme le nouveau diesel. Jusqu'en 2020, nous ne voyions pas d'avenir pour l'hydrogène, mais depuis 2021, c'est devenu une possibilité pour les applications lourdes. Je pense que l'hydrogène connaîtra une évolution semblable à celle du diesel: dans les années 70 pour le transport lourd, dans les années 80 pour le transport de passagers et dans les années 90, 80% des voitures fonctionnaient au diesel. Aujourd'hui, je vois d'abord l'histoire de l'électricité, mais une fois que l'aviation aura introduit l'hydrogène, je vois de nombreux véhicules fonctionnant à l'hydrogène à l'avenir. D'ici 20 ans, l'hydrogène dominera la voiture électrique."
"L'hydrogène est également adapté à la conduite autonome. L'utilisation des véhicules à batterie n'est pas optimale lorsqu'ils sont à l'arrêt pendant certaines périodes."
LES VOITURES À HYDROGÈNE SUR LE LIEU DE TRAVAIL?
Par analogie avec la détection des gaz lors des interventions sur les véhicules fonctionnant au PLG, la détection des gaz d'hydrogène devra également être prévue pour les véhicules fonctionnant à l'hydrogène. Cette détection doit être reliée à une installation de ventilation au point le plus haut des installations. Une fois que la LIE (limite inférieure d'explosivité) de 10% - ou 4% en volume - est dépassée, la trappe doit être levée.
RUN ON WATER
En 2019, à la demande d'Hydrogen Europe, Mark Pecqueur et Paul Jenné ont commencé à travailler à un livre sur les efforts de recherche sur l'hydrogène alors en cours. Jenné, en tant que Commercial & Market Development Manager chez Van Hool, et Pecqueur, en tant que chercheur dans le domaine de la propulsion alternative, ont chacun mis leurs plus de 20 ans d'expérience dans ce livre. Au fil de leurs opinions bien fondées, ils essaient également de dessiner l'avenir de l'hydrogène dans un langage clair et accessible.
La version anglaise de 'Run on Water - the hydrogen way' peut être commandée ici.
