L'hydrogene pour le transport sur route : réalisations et développements

Abstract

Hydrogen for road transportation : achievements and developments. At the beginning of this millenium, hydrogen appears as a potential energy carrier for the future. Thus, it could serve as a storage medium for renewable energy forms, which should play an increasing part in the world energy supply. In a closer future, hydrogen could also become a fuel for prospective fuel-cell and internal-combustion vehicles. We present here an inventory of the various technologies related to the use of hydrogen in road transportation : propulsion type (fuel cell and electric motor, or internal combustion engine), hydrogen production, on-board storage, infrastructure. Safety, standardization and regulation aspects will also be addressed. Presently, the majority of hydrogen buses are equipped with polymer membrane fuel cells (PEMFC), directly supplied with hydrogen from pressurized vessels (300 bars). On the other hand, car manufacturers are developing various types of experimental vehicles : internal-combustion engine cars with liquid hydrogen storage, fuel cell (PEMFC) cars with storage of hydrogen (liquid, gaseous, hydride) or of methanol. The type of required infrastructured will depend on the type of fuel chosen by the car makers and on the requirements of the oil companies. Several hydrogen supply stations, of different technologies, have already been set up. They deliver gaseous or liquid hydrogen produced by reforming of natural gas or by electrolysis. The building of a hydrogen-based fueling system requires the development of specific means of production, transportation, storage and delivery. Public acceptance will have to be won by guaranteeing safety, reliability, performance and competitivity. Presently, research and development work is mainly carried out on : on-board storage of hydrogen ; on-board systems for the production of hydrogen from methanol and petrol ; standardization and regulation. En ce début de millénaire, l'hydrogène apparaît comme un vecteur énergétique potentiel du futur. Il pourrait, en effet, servir d'intermédiaire de stockage des énergies renouvelables dont la part dans l'approvisionnement énergétique mondial est amenée à croître. Dans un avenir bien plus proche, l'hydrogène pourrait également devenir un carburant pour les futurs véhicules, équipés de pile à combustible ou de moteur à combustion interne. Nous faisons ici un état des lieux des différentes technologies liées à l'utilisation de l'hydrogène dans le transport sur route : type de propulsion (pile à combustible et moteur électrique ou moteur à combustion interne), production d'hydrogène, stockage embarqué, infrastructure. Les aspects de sécurité, normalisation et réglementation sont également abordés. Actuellement, la majorité des bus à hydrogène est équipée de piles à membrane polymère (PEMFC) alimentées directement en hydrogène, stocké dans des réservoirs sous pression (300 bars). Par contre, les constructeurs d'automobiles développent différents types de prototypes : voitures à moteur à combustion interne avec stockage d'hydrogène liquide, voitures à pile PEM avec stockage d'hydrogène (liquide, gaz, hydrures) ou de méthanol. Le type d'infrastructure dépendra du combustible primaire choisi par les constructeurs d'automobiles et des impératifs des compagnies pétrolières. Plusieurs stations-service hydrogène, de différentes technologies, ont été réalisées. Elles délivrent de l'hydrogène gazeux ou liquide, produit par reformage de gaz naturel ou par électrolyse. La mise en place d'une filière « Hydrogène å nécessite, en effet, le développement de moyens de production, de transport, de distribution et de stockage spécifiques. L'acceptation du public devra être gagnée par des garanties de sécurité, de fiabilité, de performance et de compétitivité. Les travaux de recherche et développement se concentrent actuellement sur : le stockage embarqué d'hydrogène ; les systèmes embarqués de production d'hydrogène à partir de méthanol et d'essence ; la normalisation et la réglementation.