L'énergie par unité de volume
Là où l'énergie massique compte par kilogramme, l'énergie volumique compte par mètre cube ou par litre — la grandeur qui gouverne la taille des réservoirs et la facturation du gaz. Le gaz naturel se facture via son pouvoir calorifique volumique, autour de 10 à 11 kWh/m³ selon sa composition ; les documentations américaines cotent leurs gaz en BTU/ft³ (37,26 kJ/m³ l'unité), avec un gaz naturel typique vers 1 030 BTU/ft³.
Carburants liquides : l'énergie au litre
En kWh par litre : essence ≈ 8,9 ; gazole ≈ 10 ; GPL ≈ 6,6 ; éthanol E100 ≈ 5,9 — la raison pour laquelle un plein d'E85 se consomme plus vite ; fioul domestique ≈ 10. Ces valeurs, croisées avec les prix à la pompe, donnent le vrai coût du kWh embarqué et expliquent la surconsommation volumique des carburants moins denses. Un réservoir de 50 L de gazole embarque ainsi 500 kWh — l'équivalent de huit batteries de voiture électrique compacte.
Le m³ de gaz et sa conversion en kWh
Le compteur de gaz mesure des m³, la facture des kWh : le coefficient de conversion, publié par le distributeur, vaut généralement 10 à 11,5 kWh/m³ selon l'altitude et la composition du gaz livré. Vérifier ce coefficient permet de contrôler sa facture : 250 m³ relevés × 11,2 kWh/m³ = 2 800 kWh facturés. Le biométhane injecté respecte les mêmes spécifications, son pouvoir calorifique restant dans la fourchette du gaz naturel.
Stockage : la densité volumique décide
À bord d'un véhicule ou dans une cuve, c'est le volume qui manque d'abord : l'hydrogène, champion massique, ne stocke que 1,4 kWh/L même comprimé à 700 bars — six fois moins que le gazole — et le GNL doit être refroidi à −162 °C pour atteindre 6 kWh/L. Les batteries lithium actuelles plafonnent vers 0,3 à 0,7 kWh/L. Cette hiérarchie volumique explique la persistance des liquides pétroliers dans l'aviation et le transport lourd longue distance.