05) Conséquences de la disponibilité d'hydrogène

5) Quelques conséquences de la disponibilité de grandes  quantités d'hydrogène

L’utilisation du gaz naturel dans la plupart de nos industries est d’une portée stratégique essentielle en Europe. Les coupures d’approvisionnement de la Russie en Hiver 2008-2009, nous ont montré la dépendance des pays de l’Europe de l’Est vis-à-vis de notre voisin Russe, la France n’important que 15% de gaz Russe a été quelque peu épargnée. L’utilisation de l’hydrogène dans le réseau gazier, nous apporterait une indépendance relative beaucoup plus acceptable.

L'utilisation de la technologie de l'hydrogène dans la métallurgie pourrait être  d’une portée considérable. Toutes les industries à l'heure actuelle qui polluent l'atmosphère  devraient être converties à l'utilisation de l'hydrogène et de l'électricité.  Dans la métallurgie, il existe à l'heure actuelle une évolution  intégrant la récupération du nickel, du plomb et de leurs minerais par le biais de réduction de l'hydrogène.

Les 50 prochaines années, entraîneront des changements dans la technologie chimique.  L'hydrogène sera de plus en plus utilisés pour obtenir des produits chimiques organiques à partir de charbon (car le gaz naturel continuera l’augmentation de ses prix jusqu’à ce que les taux maximaux supposés d'approvisionnement soient atteint.  Le méthanol peut être obtenu électro-chimiquement.

Environ 30% des dépenses d'énergie en Europe proviennent du fonctionnement des machines dans la fabrication. La métallurgie  industries, la production alimentaire, du papier et d’autres produits utilise le gaz naturel. L'utilisation de ce carburant devra être remplacée dès que les ressources d’hydrogène mises à disposition seront suffisantes, car la combustion du gaz naturel entraîne une augmentation des gaz à effet de serre, contrairement à l’utilisation de l’hydrogène. 

La production d'électricité, qui utilise de plus en plus la combustion du gaz naturel  et du charbon (avec un gain important de rendement ces dernières années) doit être remplacée par le biais de  l'hydrogène dans les piles à combustible. L’hydrogène est un moyen de stockage des énergies renouvelables qui sont intermittentes et ne fournissent pas toujours de l’électricité aux bons moments.

La plupart des constructeurs automobiles ont des prototypes de véhicules à hydrogène performants, des bus à hydrogène sont en circulation dans de nombreuses capitales européennes depuis 2002 (Projet CUTE, Clean Urban Transports for Europe).

L'éclairage et la cuisine.
Le phosphore dans des tubes de verre réagit avec l'hydrogène pour donner l'éclairage. Un  appareil central, dans le sous-sol,  pourrait produire de la lumière qui  serait ensuite transmise à d'autres pièces. La recombinaison de l'hydrogène  avec l'oxygène de l’air dans des céramiques poreuses donnerait de la chaleur  d'usage domestique. 

L'électricité à usage domestique.

Une pile à combustible  alimentée en hydrogène fourni l’électricité et la chaleur. Des onduleurs donneraient du courant alternatif.

Les appareils de chauffage peuvent être obtenus par des méthodes  impliquant la combustion inhibée de l'hydrogène.

L’électricité utilisée pour le ménage est d’environ un quart de l'utilisation totale d'énergie, ce qui pourrait être réduit de moitié par l’utilisation de l'hydrogène et de pile à combustible. 

L'eau potable.

L'eau potable pourrait être produite par  la maison avec la pile à combustible qui produit aussi de l’eau pure. Elle est utilisée à bord des lanceurs spatiaux depuis les années 1960.

La moyenne des ménages utilise une énergie équivalente d'environ 5 kW de puissance ce qui correspond à environ 6 l d'eau distillée par jour. 

L'hydrogène dans la production alimentaire?

L'hydrogène peut être combiné avec du CO2 pour produire du formaldéhyde et de méthanol. Des réactions avec de l'azote en présence d’enzymes peuvent conduire à des protéines.

 
Gestion des déchets.

La pyrolyse de déchets avec l’hydrogène fournit  le méthane et l'éthylène, utilisés dans la synthèse de matières plastiques.

Les arguments en faveur de l’économie de l’hydrogène sont trop nombreux pour être tous évoqués ici mais certains facteurs économiques ressortent nettement des constats précédents:

1) La diversification des marchés rendra l’activité pérenne,

2) La filière hydrogène est en développement rapide :

              - Les applications portables sont estimées en 2010

              - Les applications Stationnaires sont estimées entre 2010 et 2012

              - Les applications mobiles entre 2015 et 2020

      Ces 3 domaines ouvriront de nouveaux marchés et de grandes opportunités de développement

3) Le développement de produits spécifiques

4) La diversification de l’offre technologique

Opportunités industrielles :

Fort potentiel de développement de toutes les architectures

- Production d’hydrogène (reformage, électrolyse de l’eau)

- Compression d’hydrogène ou liquéfaction (compresseurs spécifiques, production de froid)

- Stockage d’hydrogène (réservoirs composites, technologies des fibres de carbone, de l’acier …)

- Traitement du courant

- Activités transverses (Modélisation des systèmes, Bancs d’essai, Sécurité, réglementation, normes, Services spécifiques, Formation professionnelle, Entretien, Réparation)

Utilisation de l’hydrogène :

- Moteurs à combustion (véhicules routiers, maritimes, aériens, turbines à gaz…)

- Réseau gazier, combustible domestique

- Piles à combustibles (5 technologies principales, fort potentiel de développement de toutes les architectures)

Origine du problème	Effet environnemental	Effet à grande échelle de l'économie de l'hydrogène (H2)
La concentration de l’atmosphère en CO2 due à l’usage des combustibles fossiles pour le transport, domestiques, industriels et à des fins militaires	Température due à l’effet de serre. Hausse inacceptable dans les états du sud d'ici à 2050	Réduction du taux d'augmentation de la température dans le monde jusqu’à zéro en 50 ans.
Augmentation de production de CH4 (méthane) provenant des animaux domestiques et peut-être de la Tundra.	L’effet de serre a augmenté	Les Effets resteront mais seront moins important si l'augmentation des émissions de CO2 est Stoppée
SO2 (dioxyde de soufre très toxique) provenant de la combustion du charbon → électricité	Les pluies acides, la dégradation des bâtiments et des métaux, les poissons dans les lacs	Les sources d'énergie renouvelables è H2 è électricité è pas de combustion du charbon
anciens réfrigérateurs → fluorohydrocarbons. Causes de la diminution de la couche d’ozone aux pôles	Le cancer de la peau où la couche d’ozone est mince	La Pile à combustible électrique fournira l’énergie aux refroidisseurs thermoélectriques
Cancérogénicité de l'inhalation des produits petroliers (essence …)  et des produits de combustion de ceux-ci.	Le cancer (gorge et les poumons ?)	Eliminé dans la mesure où les produits pétroliers sont remplacés par H2
Les matières organiques ajouté à l'eau aliments (conservateurs)	Il est connu que les mères qui mangent les poissons des lacs contenant du mercure ont des bébés avec une déficience de l'intelligence. Le DDT est maintenant dans tous les cerveaux.	La disponibilité massive de H2 permettrait  la production locale de nourriture synthétique propre. H2 + CO2 + N2 + enzymes èdes protéines
Le déversement de pétrole en mer	Nous tuons le plancton à la base de la photosynthèse : CO2 + Lumière ==> O2	L’utilisation de pétrole déclinera comme le solaire-hydrogène augmentera
épuration des eaux usées	Les boues d'épuration réparties sur les terres. La pluie emmagasine les métaux toxiques dans la nappe phréatique	Traitées électrochimiquement → CO2 + H2 + N2
Détritus, ordures, etc	Les océans sont atteints. Heyerdahl a trouvé une pollution de grande portée.	pyrolyse avec H2 → CH4 + C2H4 → synthèse
Toxiques (par ex, l'inhibition de la corrosion) Attaque de la mer sur les plates-formes en mer	Nous tuons la faune en raison des effets de la bioaccumulation   des substances toxiques sur les enzymes dans le corps	Des inhibiteurs de corrosion Non-toxiques peuvent être synthétisés
Déchets nucléaires militaires; Utilisation civile de l'énergie nucléaire	En raison de leur longue demi-vie, de nombreux noyaux radioactifs issus des déchets sont extrêmement dangereux	La production est éliminée dans l’économie de l’hydrogène. Faible niveau de déchets électrochimique amovible

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