Les coûts de l’essence et des factures énergétiques atteignant des sommets, un système qui produit et stocke de l’hydrogène de façon écologique et à un prix abordable, risque de révolutionner le marché énergétique mondial. La société ITM Power, basée à Saffron Walden (Essex), estime qu’une partie de la solution réside dans son électrolyseur de taille domestique qui rappelle un réfrigérateur-congélateur.
Cette station à hydrogène, la Green Box, qui va bientôt entrer en phase d’industrialisation, fonctionne via un électrolyseur utilisant de l’eau et de l’électricité produite en amont grâce à l’énergie solaire ou éolienne. Par ailleurs, un générateur à combustion interne convertit le gaz (ici l’hydrogène) en électricité, alimentant ainsi la maison en énergie.
Jim Heathcote, directeur général d’ITM Power, affirme que ce nouveau système résout l’un des problèmes fondamentaux du stockage de l’énergie produite par les récupérateurs et convertisseurs d’énergies renouvelables (panneaux solaires, éoliennes, etc). Ce système permet donc de produire et de stocker un combustible utile. En effet, selon lui, la bataille pour la sécurité énergétique consiste à fabriquer de l’hydrogène à un coût compétitif face aux combustibles concurrents.
La force de la technologie inventée par ITM Power se trouve dans la membrane de polymère de l’électrolyseur. En règle générale, l’électrolyse reste un procédé difficile, en raison de l’environnement chimique agressif qu’il entraîne. D’une façon générale, les électrolyses alcalines utilisent un électrolyte liquide qui peut absorber les gaz produits, rendant le système potentiellement explosif et nécessitant des coûts supplémentaires de dégazéification en usine. Les électrolyseurs acides utilisent, eux, une membrane de polymère fluorée afin de séparer efficacement l’oxygène de l’hydrogène. Cependant l’utilisation d’un catalyseur de platine rend ce procédé extrêmement coûteux. La production d’une membrane de polymère coûte environ 250 livres/m2 (environ 319 euros/m2).
Celle conçue par ITM Power ne reviendrait qu’à seulement 2,50 livres/m2 (environ 3,19 euros/m2). Afin d’arriver à un tel coût de production, ITM Power a développé une nouvelle classe de polymères, dits réticulés hydrophiles à haute conductivité ionique. Au départ, les réactifs, sous forme liquide, sont versés dans un moule et subissent une réticulation par rayonnement ultraviolet ou gamma. Cette réticulation, permet de lier de façon permanente, par polymérisation, les macromolécules constitutives de la substance initiale. Les molécules se rassemblent alors en 3D afin d’éviter toute dégradation en bouts de chaînes, ce qui rend inutile l’utilisation de fluor. ITM Power, affirme être capable d’ajouter un composant alcalin avant la phase de polymérisation, ce qui permet d’éviter l’étape de dégazéification nécessaire lors d’électrolyses alcalines traditionnelles. Cela permet également de se débarrasser du platine dans le cas d’une électrolyse acide. En termes de production d’hydrogène la Green Box peut assurer à une voiture une autonomie d’environ 40 km. Les différentes recherches actuellement en cours dans les laboratoires d’ITM Power visent à atteindre 160 km d’autonomie.
David Hart, chercheur à Imperial College London, commentant l’efficacité et les failles d’un tel système, explique que la Green Box est un système tout à fait plausible. Cependant, le fait qu’elle utilise l’électricité pour assurer son fonctionnement risque de contrecarrer l’objectif zéro émission, à moins que les futurs acheteurs n’utilisent qu’une électricité "verte" d’origine éolienne ou solaire. L’autre barrière qui reste à franchir, est selon lui, l’acceptation par le public d’un tel système dans une maison.
BE Royaume-Uni numéro 89 (18/09/2008) – Ambassade de France au Royaume-Uni / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55988.htm
Bravo à ITM, Jim et leur Green Box ! Très intéressant même s’il reste qq points à élucider, mettre au point et booster pour arriver à l’étape industrielle. De très bonnes idées, pistes et perspectives. Espérons que la phase industrialisation tiendra les promesses escomptées.Aux réticences d’une part sur ”utilise l’électricité pour son fonctionnement, hors celle solaire et éolienne” on peut tj utiliser celle en excès lors heures creuses..et d’autre part sur ”l’acceptation…dans une maison”, on peut tj envisager d’installer la Green Box dans une annexe ou appenti hors de la maison….La Green Box a le mérite d’exister ! 1 autre des éléments du ”Bouquet de Solutions DD et EnR”. Donnons lui une chance de vivre et prospérer !A+ Salutations Guydegif(91)
enfin, la R&D va t’elle etre libere du joug petrolier !le fil ? la consommation d’energie croissante mais surtout localisee…au garage pour les moyen de deplacement, pour exemple le velo electrique scooter ou voiture !-«-tout-le-monde-l’attend-»–vtptc-86.phpEt puis l’etape suivante…l’avion ! la “mini” pile commence deja ses tests .@+
enfin, la R&D va t’elle etre libere du joug petrolier !le fil ? la consommation d’energie croissante mais surtout localisee…au garage pour les moyen de deplacement, pour exemple le velo electrique scooter ou voiture !-«-tout-le-monde-l’attend-»–vtptc-86.phpEt puis l’etape suivante…l’avion ! la “mini” pile commence deja ses tests .@+
Partir d’énergie électrique (solaire, éolienne ou autre) pour fabriquer de l’hydrogène qui servira à alimenter (plus tard) une pile à combustible pour fournir de l’énergie est une filière dont le rendement et mauvais : avec 1 kWh à l’entrée, on ne retrouve que 0,20 kWh pour alimenter le récepteur final (moteur ou tout autre application électrique.Il vaut mieux utiliser ce kWh pour charger des batteries et retrouver 0,80 kWh en bout de course, soit un rendement quatre fois supérieur.
Le rendement n’est pas la seule chose importante… Il faut faire une analyse complete du cycle de vie pour pouvoir comparer les 2 techniques.Utiliser des renouvelables pour charger des batteries qui pollueront énormément lors de leur démantèlement n’est pas non plus l’objectif.L’intérêt de l’hydrogène, même si le rendement est faible est qu’il y a peu de matériaux à recycler en fin de vie et qu’il n’y a pas de résidu pendant l’utilisation.
Tout cela est bel et bien , mais un astrophysicien ( dont je ne me rappelle plus le nom , helas ) a deja demande il y a qq. annees que l’on fasse tres attention a l’utilisation massive de ce gaz , non pas tant parce qu’il est explosif …. mais parce que , tres leger et tres volatil , les fuites inevitables se transformeront en un envol vers la stratosphere ou il causera potentiellement de tres gros degats a la couche d’ozone , gaz avec lequel il a de fortes affinites …..A voir et a etudier serieusement donc ! …. Vraiment rien n’est simple en ce bas monde ….
En effet, le rendement de l’ensemble est minable : 70% pour l’électrolyse de l’eau (et sans doute moins pour une petite installation comme c’est le cas), 90% pour la compression (mais seulement 70% si l’hydrogène est liquéfié), 50% pour la pile à combustible. Au total, un rendement voisin de 30% ou inférieur. Aucune précision n’est donnée à ce sujet pourtant essentiel. Du bavardage sur la membrane de l’électrolyseur, une couche de peinture verte en parlant d’énergie solaire ou éolienne. De la flatterie pour automobilistes avec une production d’hydrogène sensée assurer 40 km d’autonomie (quelle voiture ? été comme hiver ? ). Au passage, on ne voit pas le gros tuyau habituellement utilisé pour faire le plein des véhicules à hydrogène ! … Alors, tout cela pour raccoler des pigeons ignorants qui s’esbaudissent devant toute annonce colorée en vert. Le but de ce bavardage est de récolter des capitaux. Ensuite, les promesses n’engagent que ceux assez naïf pour y croire. … Comme système de stockage de l’énergie électrique produite par des panneaux solaires ou une éolienne, rien ne vaut une batterie. C’est ce qui se fait depuis des années sur les sites isolés : chalets et refuges en montagne, … Maintenant, l’utilisation d’une batterie ne produit aucun résidu et sa mise dans le circuit de recyclage ne pollue pas.
” One effect of hydrogen in the stratosphere is that it increases water vapor in the ozone. H2O emitted near the surface does not readily penetrate to the stratosphere, but H2 can penetrate readily into the stratosphere, where it can form H2O by the reaction H2 + OH. This is one of the few sources of water in the stratosphere (e.g., Khalil and Rasmussen, 1990; Dessler et al., 1994; Hurst et al., 1999). Increased water in the stratosphere may increase the occurrence and size of Polar Stratospheric Clouds and stratospheric aerosols, both of which enhance stratospheric ozone reduction in the presence of chlorinated and brominated compounds. This issue will be examined as part of this project. ” Extrait de l’article ” Hydrogen Effects on Climate, Stratospheric Ozone, and Air Pollution ” du Global climate and energy project de l’université de Stanford :
Y a-t-il au début de l’article une absurdité grotesque ou quelque chose m’a échappé ?”La Green Box, qui va bientôt entrer en phase d’industrialisation, fonctionne via un électrolyseur utilisant de l’eau et de l’électricité produite en amont grâce à l’énergie solaire ou éolienne. Par ailleurs, un générateur à combustion interne convertit le gaz (ici l’hydrogène) en électricité, alimentant ainsi la maison en énergie.”Réponse : Electricité éolienne/solaire –> hydrogène –> électricité. Ou alors il faut remplacer “maison” par “véhicule”…
Electricité éolienne/solaire –> stockage sous forme de combustible –> utilisation du combustible au moment et là où c’est souhaité, maison ou véhicule
en veillant a ne pas avoir trop de perte en hydrogène. Où est le problème de n’avoir que 30% de rendement, puisque l’énergie est issue de l’excedent d’élecricité des panneaux solaires ! En outre 30% de rendement c’est ce que l’on obtientavec un moteur à essence moderne! Ne boudons pas notre plaisir de constater cette révolution propre en marche.Ce qui peut être frustant est que ce n’est pour l’instant qu’envisageable sur des pavillons (mais cela réduit le côté négatif des ces habitations et les transports individuels que cela implique par rapport au faible impact d’un appartement en ville)
Je répète que le rendement total d’une filière comme celle de la Green Box n’est pas de 30 % mais seulement de 20 %. Si au lieu de passer par une électrolyse, un compresseur, un réservoir pressurisé et une pile à combustible, on stocke simplement l’énergie dans une batterie, le rendement total sera de 80 %.Le but final est quand même de retrouver de l’énergie en bout de course et si je désire stocker “x” kWh en un temps donné, avec une Green Box, il me faudra 4 fois plus de panneaux solaires que si je stocke dans une batterie (ou 4 éoliennes au lieu d’une).Si l’hydrogène obtenu par électrolyse est “transvasé” dans le réservoir d’une voiture à pile à combustible, elle ne pourra parcourir que 20 km au lieu des 80 km parcourus par une voiture électrique à batterie.Et qu’on arrête de parler du danger de pollution par les batteries ; ce danger n’existe que pour les petites batteries dont les gens se débarrassent dans les déchêts ménagers ; quand on parle de stockage d’énergie, il s’agit de grosses batteries qui sont recyclées sur des sites spécialisés et sans rejets intempestifs.
On veut nous faire croire qu’en installant un panneau solaire sur son toit et une petite éolienne on pourra produire son propre carburant. Oui, si on roule 10 km par semaine 😉 … L’hydrogène n’est pas une bonne façon de stocker l’énergie. Mieux vaut une voiture à air comprimé style One-Cat que l’on branche sur compresseur pour faire le plein, mais prévoir ~15 kWh, donc laissez tomber le petit panneau solaire et la dérisoire petite éolienne. Pour que les voitures à air comprimé ou à batterie se généralisent et constituent une alternative au pétrole sans mettre en danger l’alimentation humaine par la consommation excessive de bio-carburants, il faudrait que les pouvoirs publics décident la construction massive des centrales électriques propres, genre champs d’éoliennes, ou hydroliennes immergées le long des côtes,
Des panneaux solaires photovoltaïques ne risquent pas de donner l’indépendance énergétique pour rouler en voiture. A Paris, une installation de 8 m2, soit 1 kWc procure 870 kWh d’ékectricité par an. Avec 20 m2, on obtient 2.175 kWh / an. – Un électrolyseur industriel peut avoir un rendement de 75% et produire 1 kg d’hydrogène pour 50 kWh. Leur électrolyseur a un rendement de 50% et il faut 75 kWh pour produire 1 kg H2. – Avec un kg d’hydrogène, une voiture moyenne roule 40 km. – Les 2.175 kWh produits à Paris en une année avec 20 m2 de panneaux solaires produisent ainsi moins de 30 kg d’hydrogène par an. Cela permet de rouler en voiture pendant moins de 1.200 km chaque année en toute indépendance, plus l’été que l’hiver et sans tenir compte du chauffage ou de l’éclairage de la voiture. – Cela fait 3,3 km par jour en moyenne. Mieux vaut prendre un vélo, c’est beaucoup moins cher et l’autonomie est plus grande. – Même en ajoutant une petite éolienne, on voit bien qu’il est impossible d’alimenter une voiture pour 40 km par jour et en même temps de produire de l’électricité pour tous les usages de la maison, y compris eau chaude, cuisine et chauffage l’hiver.
Merci, cet argument m’avait échappé.C’est que j’imagine difficilement que l’on puisse produire soi-même son carburant ! Outre les questions de quantités mentionnées dans les commentaires ci-dessus, il y a celle du rendement. Les procédés actuels de production d’hydrogène gagnent à être centralisés, il me semble. En contre-partie, on a les inconvénients habituels de la centralisation.Vivement une DeLoréane!