Source : afdc.energy.gov
L'hydrogène (H2) est un carburant alternatif qui peut être produit à partir de diverses ressources domestiques. Bien que le marché de l'hydrogène comme carburant de transport en soit à ses balbutiements, le gouvernement et l'industrie s'efforcent de produire et de distribuer de l'hydrogène propre, économique et sûr pour une utilisation généralisée dans les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV). Les FCEV légers sont désormais disponibles en quantités limitées sur le marché de consommation dans des régions localisées du pays et du monde entier. Le marché se développe également pour les bus, les équipements de manutention (tels que les chariots élévateurs), les équipements de soutien au sol, les camions moyens et lourds, les navires et les applications fixes. Pour plus d'informations, consultez les propriétés du carburant et le Centre de ressources sur l'analyse de l'hydrogène.
L'hydrogène est abondant dans notre environnement. Il est stocké dans l'eau (H2O), les hydrocarbures (tels que le méthane, le CH4) et d'autres matières organiques. L'un des défis de l'utilisation de l'hydrogène comme carburant est de l'extraire efficacement de ces composés.
Actuellement, le reformage à la vapeur - combinant de la vapeur à haute température avec du gaz naturel pour extraire l'hydrogène - représente la majorité de l'hydrogène produit aux États-Unis. L'hydrogène peut également être produit à partir de l'eau par électrolyse. Cela consomme plus d'énergie, mais peut être réalisé en utilisant des énergies renouvelables, telles que l'énergie éolienne ou solaire, et en évitant les émissions nocives associées à d'autres types de production d'énergie.
Presque tout l'hydrogène produit aux États-Unis chaque année est utilisé pour le raffinage du pétrole, le traitement des métaux, la production d'engrais et la transformation des aliments.
Bien que la production d'hydrogène puisse générer des émissions affectant la qualité de l'air, selon la source, un FCEV fonctionnant à l'hydrogène n'émet que de la vapeur d'eau et de l'air chaud à l'échappement et est considéré comme un véhicule à zéro émission. D'importants efforts de recherche et développement visent à rendre ces véhicules et leur infrastructure pratiques pour une utilisation généralisée. Cela a conduit au déploiement de véhicules de production légers aux consommateurs de détail, ainsi qu'à la mise en œuvre initiale d'autobus et de camions moyens et lourds en Californie et à la disponibilité de la flotte dans les États du nord-est.
Apprenez-en davantage sur l'hydrogène et les piles à combustible auprès du Bureau des technologies de l'hydrogène et des piles à combustible.
L'hydrogène comme carburant alternatif
L'hydrogène est considéré comme un carburant alternatif en vertu de la loi sur la politique énergétique de 1992. L'intérêt pour l'hydrogène en tant que carburant de transport alternatif découle de sa capacité à alimenter des piles à combustible dans des véhicules à zéro émission, de son potentiel de production nationale et du temps de remplissage rapide de la pile à combustible. et haute efficacité. En effet, une pile à combustible couplée à un moteur électrique est deux à trois fois plus efficace qu'un moteur à combustion interne fonctionnant à l'essence. L'hydrogène peut également servir de carburant pour les moteurs à combustion interne. Cependant, contrairement aux FCEV, ceux-ci produisent des émissions d'échappement et sont moins efficaces. En savoir plus sur les piles à combustible.
L'énergie dans 2,2 livres (1 kilogramme) d'hydrogène gazeux est à peu près la même que l'énergie dans 1 gallon (6,2 livres, 2,8 kilogrammes) d'essence. Parce que l'hydrogène a une faible densité d'énergie volumétrique, il est stocké à bord d'un véhicule sous forme de gaz comprimé pour atteindre l'autonomie des véhicules conventionnels. La plupart des applications actuelles utilisent des réservoirs à haute pression capables de stocker de l'hydrogène à 5,000 ou 10,000 livres par pouce carré (psi). Par exemple, les FCEV en production par les constructeurs automobiles et disponibles chez les concessionnaires ont des réservoirs de 10,000 psi. Les distributeurs de détail, qui sont pour la plupart situés dans les stations-service, peuvent remplir ces réservoirs en 5 minutes environ. Les bus électriques à pile à combustible utilisent actuellement des réservoirs de 5 000 psi qui prennent 10 à 15 minutes à remplir. D'autres moyens de stockage de l'hydrogène sont en cours de développement, notamment la liaison chimique de l'hydrogène avec un matériau tel qu'un hydrure métallique ou des matériaux absorbants à basse température. En savoir plus sur le stockage de l'hydrogène.
Les données des stations-service d'hydrogène au détail, collectées et analysées par le Laboratoire national des énergies renouvelables, montrent que le temps moyen passé à alimenter un FCEV est inférieur à 4 minutes.
La Californie est à la tête du pays dans la construction de stations de ravitaillement en hydrogène pour les FCEV. À la mi--2021, 47 stations d'hydrogène au détail étaient ouvertes au public en Californie, ainsi qu'une à Hawaï, et 55 autres étaient à divers stades de construction ou de planification en Californie. Ces stations desservent plus de 8 000 FCEV. La Californie continue de fournir des fonds pour la construction d'infrastructures d'hydrogène par le biais de son programme de transport propre. La California Energy Commission est autorisée à allouer jusqu'à 20 millions de dollars par an jusqu'en 2023 et investit dans 100 premières stations publiques pour soutenir et encourager ces véhicules à zéro émission. En outre, 14 stations de vente au détail sont prévues pour les États du nord-est, certaines d'entre elles desservant déjà les clients de la flotte.
Les constructeurs automobiles ne proposent des FCEV qu'aux consommateurs qui vivent dans des régions où existent des stations d'hydrogène. Les stations non commerciales en Californie et dans tout le pays continuent également de desservir les flottes de FCEV, y compris les bus. Plusieurs centres de distribution utilisent l'hydrogène pour alimenter les véhicules de manutention dans leurs opérations normales. De plus, plusieurs annonces ont été faites concernant la production de véhicules lourds, tels que les camions de transport de ligne, qui nécessiteront des stations-service avec des capacités beaucoup plus élevées que les stations légères existantes. Trouvez des stations de ravitaillement en hydrogène à travers les États-Unis.
