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Bilan 2050
Perspectives d'avenir ?
Actuellement, l'un des problèmes environnementaux les plus importants est la pollution de l'air due à l'utilisation des automobiles partout dans le monde.
Aujourd'hui, le parc automobile mondial représente plus d'un milliard de véhicules. Élaborons donc un premier constat fictif quant à la persistance de cette tendance jusqu'en 2050...
Persistance de la tendance jusqu'en 2050 et constat fictif
Bon ! Dans notre monde à l'air frais et pur (ou presque) fictif, nous sommes le 1er Janvier 2050. La production de voitures dans le monde à donc stagné à 2,9 voitures produites et vendues dans le monde en une seconde, ce qui fait 250 560 par jour et... 91,517,040 par an...
Donc, suivant cette tendance, le nombre de voitures dans le monde serait passé d'un milliard en 2007 à... 4,935,232,720 (quatre milliards neuf cent trente-cinq millions deux-cent trente-deux mille sept-cent vingt)... Disons 5 milliards de véhicules (cela nous facilitera quelque-peu les calculs qui vont suivre).
Des problèmes pas seulement environnementaux
Cette brusque profusion de véhicules circulant sur nos routes aurait de nombreux inconvénients : tout d'abord, le nombre d'accidents de la route, malgré le progrès des technologies automobiles et le travail de la sécurité routière ne cessant d'augmenter, sauf si des technologies nouvelles couvrant la totalité des véhicules en circulation étaient mises en place (ex : généralisation et mise en circulation de masse d'un logiciel tel que celui de la "google car").
Les embouteillages aussi se feraient de plus en plus fréquents et problématiques, provoquant eux aussi des accidents de la route et toutes sortes d'autres problèmes. La seule solution à ce problème serait alors d'élargir les routes et autoroutes ainsi que de faciliter l'automatisation des véhicules qui, s'échangeant des informations, pourraient ainsi fluidifier la circulation afin de supprimer les embouteillages qui sont dus à une conduite par irrégulière, propre à l'Homme.
Un bilan environnemental chargé
Le bilan le plus salé est bien évidemment du côté environnemental des choses. En 2018, pour un parc automobile mondial de plus d'un milliard de véhicules, 1,000 tonnes de CO2 étaient rejetées chaque seconde dans l'atmosphère. ainsi, pour nos 5 milliards de véhicules en 2050, les émissions de CO2 seraient passées à... 5,000 tonnes par seconde soit 157 milliards de tonnes de CO2 émises par an...
Vous l'aurez compris, notre planète ne pourrait survivre très longtemps à ce rythme, et l'automobile n'est responsable qu'à 50% des émissions de CO2 dans l'atmosphère, d'où la nécessité de reprendre les choses en main et de trouver des alternatives viables à ce problème environnemental majeur.
Passage à l'hydrogène
Un Passage à l'hydrogène, une utopie ?
Après s'être offert cette vision apocalyptique des choses, imaginons notre futur sous un jour un peu plus favorable... Dans notre monde de 2050 favorable, l'ensemble des véhicules du parc automobile mondial est passé à l'énergie hydrogène. Cette perspective est certes plus joyeuse que celle évoquée précédemment, mais pas forcément beaucoup plus respectueuse de l'environnement...
Le monde respire enfin... ou pas...
Comme nous l'avons vu précédemment dans les utilisations de l'hydrogène, l'un des principaux avantages des voitures fonctionnant à l'hydrogène est qu'elles ne rejettent pas un seul gramme de dioxyde de carbone dans l'atmosphère mais plutôt de l'eau sous forme liquide.
Le principal problème de l'hydrogène est sa production. Celle-ci est un facteur de production de dioxyde de carbone. En effet, bien que les voitures ne produisent plus un gramme de CO2, les usines de production d'hydrogène, elles, en rejettent. Ainsi,les rejets de dioxyde de carbone dépendent de la façon dont le dihydrogène est produit (voir Moyens de productions).
Plusieurs moyens de production à disposition...
Dans le cas du vaporeformage (ou reformage), pour 1 kg de dihydrogène produit, on a 10 kg de dioxyde de carbone rejetés dans l'atmosphère. Les voitures à hydrogène actuelles consomment actuellement 1kg de dihydrogène pour 100 km parcourus. En 2016, l'ensemble du parc automobile mondial parcourait en moyenne 13274 km par an et par véhicule.
Si les voitures de 2050 roulaient toutes à l'hydrogène produit par vaporeformage, on aurait donc... 663 millions de tonnes de dihydrogène à produire par an pour l'ensemble des voitures en circulation. Et cette production massive de dihydrogène entraînerait la production de plus de 6 milliards de tonnes de CO2 par an.
C'est déjà mieux que si l'on roulait à l'essence (157 milliards / 663 millions) mais le vaporeformage n'est pas une solution viable pour autant.
Mais seule l’électrolyse de l'eau reste viable...
Malheureusement, les autres moyens de production d'hydrogène (gazéification, photo-électrolyse) sont aujourd'hui soit trop coûteux soit trop peu rentables et seule l'électrolyse pourrait être un moyen de production efficace et suffisamment rentable.
Ainsi, la production d' 1 kg d'hydrogène nécessite 11 litres d'eau et 50 kW d'électricité. Pour vous donner un ordre d'idée, 50 kWh cela représente 100 km avec une Smart électrique.
Le grand avantage de l'électrolyse de l'eau, c'est qu'elle ne rejette pas de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cependant, la production de l'électricité nécessaire à son fonctionnement peut en rejeter (sauf s'il s'agit d'une énergie renouvelable). En comparaison, une éolienne de taille moyenne à une production de 350 kW par heure.
Ainsi les 663 millions de tonnes de dihydrogène à produire par an nécessiteraient plus de 7,293,000,000 litres d'eau et 33,150,000,000,000 kW (ou 33,150 gWh) d'électricité.
La production annuelle de l'éolienne prise en exemple étant de 3,068,100 kW (ou 3 mWh),
Il faudrait environ 11 millions d'éoliennes semblables à cette dernière pour alimenter les électrolyseurs.
La bonne nouvelle c'est qu'en 2016, la production mondiale d'électricité d'origine éolienne était de 900 tWh, ce qui couvre largement les besoins en électricité de l'électrolyse !
Et après ?
Et ensuite ?
Par la suite, l'hydrogène produit par électrolyse et l'électricité par énergies renouvelables pourront être utilisées de nombreuses façons (voir Utilisations). Dans le futur, l'automobile sera peut-être progressivement remplacée par de nouveaux moyens de locomotion... L'hydrogène restera cependant une énergie très rentable.
De nombreux secteurs seront également demandeurs, ce qui ouvrirait le champ de nouvelles possibilités à la filière hydrogène.
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