Économie hydrogèneLéconomie hydrogène ou économie de l'hydrogène est le modèle économique dans lequel le dihydrogène (de formule chimique ) servirait de vecteur d'énergie commun pour mutualiser les différents types de production d’énergie et pallier le problème de l’intermittence des énergies renouvelables. Ce principe est envisagé pour la première fois par Jules Verne en 1874, puis de façon plus détaillée par John Burdon Sanderson Haldane en 1923, et l'Allemagne nazie l'utilise pour produire des combustibles synthétiques à partir du charbon.
Production d'hydrogèneLa production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.
Véhicule à hydrogèneUn véhicule à hydrogène est un moyen de transport qui utilise une transformation chimique du dihydrogène comme énergie de propulsion. En particulier, on appelle voiture à hydrogène un véhicule à propulsion électrique muni d'une pile à combustible utilisant le plus souvent l'hydrogène comme combustible réducteur. C'est un type particulier de véhicule à pile à combustible. Cette appellation englobe des véhicules du domaine de l'aérospatiale (comme les fusées) ou du domaine militaire (comme des sous-marins à hydrogène), bien que l'usage courant renvoie plutôt au monde des transports.
Infrastructure hydrogèneLes infrastructures hydrogène sont les infrastructures de transport par pipeline de l'hydrogène, les points de production d'hydrogène et les stations à hydrogène (parfois regroupées comme une autoroute de l'hydrogène) pour la distribution ainsi que la vente de carburant hydrogène, et donc une condition préalable cruciale avant une commercialisation réussie de technologie de la pile à combustible automobile.
Stockage de l'hydrogèneLe concept de stockage de l'hydrogène désigne toutes les formes de mise en réserve du dihydrogène en vue de sa mise à disposition ultérieure comme produit chimique ou vecteur énergétique. Plusieurs possibilités existent, qui présentent avantages et inconvénients. Sous forme de gaz, le dihydrogène est peu dense et doit être fortement comprimé. La liquéfaction du dihydrogène se réalise à très basse température. L'hydrogène solide nécessite d'être lié à d'autres composants, notamment sous la forme d'hydrure.
HydrogèneLhydrogène est l'élément chimique de numéro atomique 1, de symbole H. L'hydrogène présent sur Terre est presque entièrement constitué de l'isotope H (ou protium, comportant un proton et zéro neutron) et d'environ 0,01 % de deutérium H (un proton, un neutron). Ces deux isotopes de l'hydrogène sont stables. Un troisième isotope, le tritium H (un proton, deux neutrons), instable, est produit dans les réactions de fission nucléaire (réacteurs nucléaires ou bombes).
Électrolyse à membrane électrolytique polymèreredresse=1.25|vignette| Schéma de principe d'une électrolyse à membrane électrolytique polymère avec cathode (ici en catalyseur platine sur papier carbone ou laine de carbone) et anode (ici en catalyseur iridium sur titane) autour d'une membrane échangeuse de protons (par exemple en Nafion).
Hydrogène vertvignette|upright=1.5|Schéma de production et de consommation d'hydrogène vert (l'éolienne représente la production d'électricité décarbonée). L'hydrogène vert est le dihydrogène produit : au sens large (on parle alors aussi d'hydrogène propre), de manière décarbonée, sans libération significative de gaz à effet de serre (dans ce sens il inclut l'hydrogène jaune, rouge, bleu, turquoise, orange ou blanc) ; au sens restreint, par électrolyse de l'eau, à partir d'une source d'énergie renouvelable, ou d'une source bas carbone (énergie renouvelable ou nucléaire), selon les définitions.
Hydrogène métalliqueL'hydrogène métallique est une phase de l'hydrogène qui survient lorsqu'il est soumis à une très forte pression. C'est un exemple de matière dégénérée. Il est estimé qu'il y a un intervalle de pressions (autour de ) tel que l'hydrogène métallique est liquide, même à de très basses températures. L'hydrogène métallique consiste en un treillis de noyaux atomiques, des protons, dont l'espacement est significativement plus petit que le rayon de Bohr. En effet, l'espacement est davantage comparable à une longueur d'onde d'électron (voir hypothèse de De Broglie).
Fossil fuel power stationA fossil fuel power station is a thermal power station which burns a fossil fuel, such as coal or natural gas, to produce electricity. Fossil fuel power stations have machinery to convert the heat energy of combustion into mechanical energy, which then operates an electrical generator. The prime mover may be a steam turbine, a gas turbine or, in small plants, a reciprocating gas engine. All plants use the energy extracted from the expansion of a hot gas, either steam or combustion gases.
Sortie des combustibles fossilesthumb|right|La marée noire consécutive à l'explosion de la plate-forme pétrolière Deepwater Horizon, en 2010, a répandu de barils de pétrole dans la mer. La sortie des combustibles fossiles désigne l'abandon progressif des combustibles fossiles dans tous les secteurs où ils sont utilisés : la production d'électricité, le chauffage, les transports et l'industrie.
Combustible fossileUn combustible fossile est un combustible riche en carbone, par exemple un hydrocarbure, issu de la transformation lente de matière organique enfouie dans le sol depuis plusieurs millions d'années, jusqu'à parfois d'années. Il s'agit du pétrole, du charbon, du lignite et du gaz naturel. Parmi ces derniers, le méthane () présente le rapport H/C le plus élevé, alors que l'anthracite et certaines houilles sont composés de carbone presque pur. L'usage des combustibles fossiles est le principal responsable du réchauffement climatique.
Cost of electricity by sourceDifferent methods of electricity generation can incur a variety of different costs, which can be divided into three general categories: 1) wholesale costs, or all costs paid by utilities associated with acquiring and distributing electricity to consumers, 2) retail costs paid by consumers, and 3) external costs, or externalities, imposed on society. Wholesale costs include initial capital, operations & maintenance (O&M), transmission, and costs of decommissioning.
Électrolyse de l'eauL'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.
GéothermieLa géothermie, du grec géo (« la Terre ») et thermos (« la chaleur »), est à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre, et la technique qui vise à les exploiter. Par extension, la « géothermie » désigne aussi parfois l'énergie géothermique issue de l'énergie de la Terre, qui est convertie en chaleur. Pour capter l'énergie géothermique, on fait circuler un fluide dans les profondeurs de la terre.
Geothermal powerGeothermal power is electrical power generated from geothermal energy. Technologies in use include dry steam power stations, flash steam power stations and binary cycle power stations. Geothermal electricity generation is currently used in 26 countries, while geothermal heating is in use in 70 countries. As of 2019, worldwide geothermal power capacity amounts to 15.4 gigawatts (GW), of which 23.9 percent or 3.68 GW are installed in the United States.
Marché de l'électricitéL'expression « marché de l'électricité » désigne, de façon générale, les différentes formes d'organisation du secteur de la production et de la commercialisation de l'électricité apparus, principalement dans les années 1990, dans la plupart des pays industrialisés, dans le cadre des processus de déréglementation. De ses débuts (fin du ) à la fin du , le secteur électrique s'est organisé en monopoles territoriaux verticalement intégrés, de la production à la distribution de détail : en un point donné du territoire un client ne pouvait avoir qu'un seul fournisseur d'électricité.
Geothermal heatingGeothermal heating is the direct use of geothermal energy for some heating applications. Humans have taken advantage of geothermal heat this way since the Paleolithic era. Approximately seventy countries made direct use of a total of 270 PJ of geothermal heating in 2004. As of 2007, 28 GW of geothermal heating capacity is installed around the world, satisfying 0.07% of global primary energy consumption. Thermal efficiency is high since no energy conversion is needed, but capacity factors tend to be low (around 20%) since the heat is mostly needed in the winter.
Pile à combustibleUne pile à combustible est un générateur électrochimique produisant une tension électrique grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Elle est distincte de la pile électrique, qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux. vignette|Pile à combustible de la NASA au méthanol.
Élimination progressive des véhicules à combustionL'élimination progressive des véhicules à combustion est un objectif politique adopté par un nombre croissant de pays et de collectivités locales depuis 2016. Dans la plupart des cas, il s'agit au niveau national d'interdictions des ventes de voitures neuves et, au niveau local, d'interdictions de circulation des véhicules à essence ou diesel. L'horizon de ces mesures s'échelonne en général entre 2025 et 2040.
