Les piles à combustible passent pour la technologie de l’avenir pour les voitures, mais aussi pour les chauffages domestiques. Elles occupent ainsi une position clé pour le passage aux énergies renouvelables. Mais est-ce que les piles à combustible sont dans tous les cas plus écologiques?
Une équipe internationale de scientifiques placée sous la direction de l’Empa a calculé leur écobilan et est arrivée à la conclusion: tout dépend du carburant.
A l’avenir nous pourrions conduire des voitures à pile à combustible qui utiliseraient de l’hydrogène produit avec l’énergie solaire. La voiture «zéro émissions» serait alors devenue réalité. En même temps, on pourrait trouver dans les sous-sol de nos habitations des petites centrales de cogénération utilisant elles aussi la technologie de la pile à combustible pour transformer le gaz naturel et le biogaz en électricité et produire encore «en passant» de la chaleur pour le chauffage du bâtiment. Seulement ce qui est techniquement faisable est-il aussi judicieux pour l’environnement ? Le chercheur de l’Empa Dominic Notter s’est mis au travail avec des collègues de Grèce et du Brésil pour calculer l’écobilan des piles à combustible: depuis la fabrication et sur la totalité de leur cycle de vie, avec leur exploitation et jusqu’à leur recyclage final.
Le point décisif: la manière dont l’électricité est produite
Le résultat est clair: l’utilisation des piles à combustible sur les voitures n’est écologiquement judicieuse que si elles utilisent de l’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelables. Cela n’a aucun sens de se brancher sur le réseau de distribution électrique européen pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau et l’utiliser pour faire le plein de ces voitures. Avec cette méthode, les émissions de CO2 par kilowatt/heure sont beaucoup trop élevées. Actuellement l’hydrogène industriel est produit en majeure partie directement à partir de gaz naturel. Mais avec ce type de production aussi, la pile à combustible n’apporte pratiquement aucun avantage écologique. Les voitures équipées de moteurs à combustion interne font actuellement encore la course en tête: leur production est en effet moins polluante.
En comparaison écologique avec les voitures électriques aussi, les voitures à pile à combustible n’ont actuellement aucune chance: il faut en effet tout d’abord produire de l’hydrogène avec de l’électricité. Cet hydrogène est alors utilisé sur la voiture pour produire de nouveau de l’électricité. Cette double transformation réduit nettement l’efficience énergétique. Celui qui utilise directement ce même courant pour charger la batterie de sa voiture électrique roule plus économiquement aussi plus écologiquement.
Il pourrait toutefois en aller autrement dans l’avenir, selon Notter. A partir du moment où l’électricité sera produite en majeure partie à partir de l’énergie solaire, éolienne ou hydraulique, la voiture à pile à combustible deviendra concurrentielle – cela parce que sa fabrication consomme moins de ressources, que son rayon d’action est plus étendu et que faire le plein demande moins de temps.
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Les centrales à cogénération: championnes de l’efficience énergétique
Dans leur comparaison des centrales à cogénération, cette équipe de scientifique a opposé une pile à combustible utilisant la technologie la plus récente des nanotubes de carbone à un moteur Stirling. Ce moteur qui n’émet aucun gaz d’échappement et transforme la chaleur en mouvement a été inventé et breveté en 1816 par le pasteur écossais Robert Stirling. Ces deux types de centrale de cogénération peuvent fonctionner avec du gaz naturel. Le résultat du calcul de leur écobilan: un léger avantage pour la pile à combustible parce qu’elle transforme une plus grande partie de gaz naturel en électricité. Si l’on produit avec elle à la fois de l’électricité et de la chaleur, elle utilise 90 pour-cent de l’énergie contenue dans le gaz naturel – une valeur record. Les centrales de cogénération, quel que soit leur type, sont ainsi des championnes de l’efficience énergétique. Le désavantage des piles à combustible: elles renferment des métaux rares tels que le platine qui deviennent de plus en plus cher et qui pourraient être difficile à obtenir dans le futur. Par contre, la construction du moteur Stirling est plus simple et n’utilise que de l’acier.
Elektroautos mit EU-Strom sind nicht umweltfreundlicher als Benziner
Für Pour leurs calculs Dominic Notter et ses collègues chercheurs ont eu recours à la méthode des écobilans. Cet instrument permet de calculer les empreintes environnementales des biens et des services et de les comparer entre elles. Pour les composants des piles à combustible, les chercheurs ont procédé eux-mêmes à la totalité des calculs depuis la base: pour ce qui est des centrales à cogénération, on a pris en considération une pile à combustible d’une puissance de 1 kilowatt que l’on a comparée avec un moteur Stirling produisant la même quantité d’électricité. La voiture à pile à combustible prise en considération dans cette étude avait une puissance de 55 kW et a été comparée à une voiture électrique et à une petite voiture à essence de même puissance.
Le résultat: si l’on prend en considération le mix de courant européen actuel, la petite voiture à essence, avec une consommation supposée de 6,1 l/100 km est la meilleure après un kilométrage de 150’000 kilomètres. La voiture électrique chargée avec le mix de courant européen provoque une charge environnementale légèrement supérieure – comparable à une consommation d’essence de 6,4 l/100 km. Une petite voiture à pile à combustible dont l’hydrogène serait produit à partir du mix de courant européen serait actuellement la plus mauvaise option. Cette voiture produirait le même effet sur l’environnement qu’une voiture de sport luxueuse avec une consommation 12,1 l/100 km.
Toutefois les piles à combustible pourraient devenir dans l’avenir une technologie importante – à savoir si dans le futur l’électricité excédentaire produite à partir de l’énergie éolienne et solaire pouvait être stockée sous forme d’hydrogène et s’utiliser pour le chauffage domestique et la mobilité. Actuellement les centrales éoliennes sont tout simplement arrêtées lorsqu’il y a un excédent de courant sur le marché. Une énergie écologique qui se perd sans être utilisée.
[ Communiqué ]
Vous êtes sérieux sur l’unité ?? Pour un site spécialiste de l’énergie, vous devriez savoir que les kW/h sont une abbération. Petite aide :
Le mix de courant européen n’est pas une bonne référence, car il contient trop de charbon et de lignite. Les mix de courant français et belge sont beaucoup plus pertinents. La voiture électrique sera toujours plus écologique que la voiture à hydrogène : – si l’hydrogène est produit à partir de gaz naturel, çà donne du CO2 – si l’hydrogène est produit à partir d’énergie électrique, mieux vaut utiliser celle-ci pour charger des batteries : de chaque kWh d’énergie utilisée, on retrouve 0,8 kWh aux roues de la voiture électrique et seulement 0,2 kWh aux roues de la voiture à hydrogène.
La référence au mix européen n’est pas pertinente, car elle dépend trop de l’Allemagne qui brûle du charbon. Entre francophones, parlon du mix français ou belge. Pr ailleurs 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.
La référence au mix européen n’est pas pertinente, car elle dépend trop de l’Allemagne qui brûle du charbon. Entre francophones, parlon du mix français ou belge. Pr ailleurs 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.
De mémoire, il existe des piles à combustible qui n’utilisent justement pas de platine (en céramique et qui fonctionnent à haute température) pour éviter ce problème de prix et de dépendance. Elles ne peuvent pas être utilisés dans les voitures (pas de start/stop possible), mais pour la cogénération domestuique, elles font parfaitement l’affaire car elles tournent pendant tout l’hiver.
Encore une étude qui se contente des multiplications, comme dans les années 70. Pour faire une bonne prospective, il faut faire un modèle avec des paramètres et “le faire tourner” càd que pour chaque jour (ou semaine), on re-calcule les “propriétés” du modèle. Alors on peut essayer des valeurs différentes pour chaque propriété et en ajouter de nouvelles. En l’occurrence , le modèle serait autrement pertinent s’il incluait le commerce extérieur.. Parler de locomotion sans pétrole en oubliant la balance du commerce est une inepsie D’ailleurs , d’une façon générale les paramètres commerciaux sont ignorés: taux de pénétration, prix des matières premières, investissements R&D.. .. sont autrement plus déterminants que le rendement ou le bilan carbone qui n’a aucun sens pour une techno pas encore en production de masse ! C’est le carbone d’hier appliqué à la mobilité d’après demain, c’est vraiment absurde. Il y a un phénomène “boule de neige” lorsque les modèle d’origine est mauvais, il fournit de mauvais résultats qui inspirent de mauvaises améliorations et ainsi de suite.. A la fin, le résultat est vraiment catastrophique ! Quand on fait une étude sérieuse, on étudie aussi la spécificité du “produit” (HH), car on ne peut pas tout comparer avec les “produits” existants. L’hydrogène a des qualités qu’aucune autre techno ne possède. A partir de ce constat, on sait qu’il va se développer sur certains segments sans la moindre concurrence. C’est le cas dans la logistique, les centre de données haute disponibilité (visa, ..), l’industrie lourde, le spatial, le militaire.. C’est énervant cette littérature absurde toujours produite par le même profil de statisticien gauchiste un brin écolo, niveau terminale, la cinquantaine (étudiant dans les 70’s), ne maitrisant aucun logiciel de simulation ou de business intelligence.. Ca existe depuis 15 ans déjà, ce n’est plus vraiment nouveau zut ! Si cette génération de statisticiens est à ce point incompétente pour maitriser des technos de 15ans, comment peut-elle prétendre deviner l’avenir avec une calculette à 10 euros pour seul outil statistique ? Certains arguments ne sont pas dénués de pertinence mais les raisonnement est nul et non avenu. Désolé
C’est un peu fatiguant à lire comme réponse Lionel. Parce que mis à part noyer le poisson de manière massive, il n’y a strictement aucun contenu. De l’ad hominen, “ils savent juste faire des multiplications”, ben oui c’est quand même depuis toujours l’outils de base d’une évaluation, “produit par un profile de statisticien gauchiste”, et l’invocation du “commerce extérieur” qui va tout changer. Ah ? Le problème c’est le rendement intrinsèque de la solutions et le “commerce” change tout ? A celà, ajouter une sympathique de faut pas comparer parce que c’est incomparable, l’hydrogène c’est spécifique donc c’est unique, donc tu compare pas. On peut pourtant avoir des embryons d’argument réel, sérieux, au lieu de “salaud, tu peux pas dire cela”. Par exemple, le Mirai de Toyota semble avoir un rendement sensiblement supérieur aux hypothèses prises ici, et à ce qui était attendu. Bon je viens de voir que ça pourrait bien être parce que c’est une hybride en réalité (une batterie récupère l’énergie de freinage) et non parce que Toyota aurait cassé une barrière techno sur le rendement. Dans tous les cas, l’hydrogène en autonomie et en vitesse de recharge a un avantage décisif sur l’électrique qui lui permet de répondre à des utilisations que l’électrique ne peut pas atteindre, même en lui donnant du temps, et y être le seul choix pour remplacer l’essence. Ca compense pour ces usage une conso d’énergie au moins 3 fois supérieure.
Ok vous voulez vraiment nous vendre les méthodes de calcul des 70’s et moi j’insiste pour vous dire que ça n’a aucune valeur prédictive ! L’hydrogène pourrait bien avoir un rendement de 1% , s’il y a des investisseurs pour le payer, il fera mieux qu’une techno à 100% de rendement dont personne ne veut C’est la vie, on n’est pas un régime communiste et on ne l’a jamais été Le déficit de la balance commerciale dû à la facture pétrolière est une plaie pour les états et les peuples : ça coute des revenus, de l’activité , des emplois par millions. C’est une bérézina qui met en jeu la civilisation occidentale dont le pire fléau est la dette. Sans parler des générations à venir qui devront rembourser en renonçant aux prestations sociales. C’est de ça dont vous refusez de parler au motif que “ça n’a pas de rapport” et c’est là que votre pensée perd le contact avec la REALITE Il y a des logiciels pour faire des prospectives, ils sont peu connus du grand public mais si “étude” mérite ce nom alors qu’on n’a utilisé que des outils gratuits. Alors il faut trouver un nouveau nom pour les vraies études qui prennent en compte les paramètres réels et non pas ceux qui vous arrangent ou que votre grand-mère arrive à comprendre Virez l’auteur de cette étude et prenez en un qui maitrise un logiciel de business intelligence Votre façon de compter est nulle et politiquement orientée, bref c’est une escroquerie. Voilà
Bonjour Lionel “L’hydrogène pourrait bien avoir un rendement de 1% , s’il y a des investisseurs pour le payer,…” En principe un investisseur aime bien récuperrer sa mise (et même il espère un peu plus que sa mise…) Donc trouver un investisseur signifie lui presenter une techno qui ait un avenir prometteur, donc des clients potentiels, donc un réel interet de la technique pour qu’ils achètent et pour ça la multiplication des années 70 va pas mal servir à voir ou on se situe… (d’ailleurs vos modèles sont farcis de ces multiplications) Aprés, je suis d’accord avec vous sur l’interet de réduire le déficit commercial. Cepandant la aussi la multiplication des années 70 va permettre de savoir s’il vaut mieux subventionner une chose ou une autre. Faire pousser des bananes dans une serre coute peut être moins cher que subventionner l’usage massif de l’hydrogène au lieu du charbon dans une fonderie… Et si le montant de la subvention est exorbitant devant le service rendu, vaut peut être mieux s’abstenir… Je suppose que ce que vous voulez exprimer, c’est que “l’hydrogen economy” necessite une symbiose entre plusieurs activitées pour être perenne. Cela peut effectivement être difficile à amorcer, mais trés honetement, je pense que si vous avez raison et que l’hydrogène est vraiment un plus dans son ensemble, la technique va émerger. La difficulté c’est que le modele économique du monde est basé sur la concurrence, donc tant que le petrole est moins cher on cramera tout le pétrole pour faire n’imprte quoi et aprés on se rappelera du temps ou on avait le petrole… mais le système est comme ça, faut faire avec! A+
Je farcis aussi mes programmes de multiplication mais ça ne veut dire qu’une seule chose : utiliser les multiplications et les divisions ne permet pas d’obtenir d’info décisive sur un problème donné, cela permet de le vectoriser On fait beaucoup de choses en vectorisant des problèmes, on annule les distances et les quantités, on fait des synthèses , tout cela est très bien Mais quand on a des désisions à prendre, il faut choisir entre peste et choléra et les vecteurs ne suffisent pas. Comme vous le dîtes, les critères sont nombreux et les vecteurs sont généralement incomparables Le choix de l’hydrogène n’a pas le même sens ici ou au Japon, en Islande et dans les émirats Arabes Unis.. Comme le prix de gros de l’électricité se décide en faisant la somme des transactions , le choix de l’HH plutôt que “autre chose” se fait actuellement dans le cadre de plans d’investissement. Or il s’avère , je ne l’invente pas , que les investissements sont énormes et que les companies qui investissent sont les plus renommées qui soient. Les états mettent aussi la main à la poche et au final , tout cela résulte en une forte pénétration de l’hydrogène Si vous regardez de près , les décisions qui président à cette évolution sont souvent prises par des politiques qui n’ont aucun bagage technique mais plutôt des “conseillers” et dans le cas des firmes, un bureau de business intelligence. Leurs logiciels utilisent des flux de données payants , déjà filtrés et mis en formes. Bref ils prennent leurs décisions sur la base de données autrement plus travaillées que de simples vectorisations Maintenant , le pétrole sous les 50$/bl va contrarier le segment HH/grand public, mais de quoi parle-t-on vraiment ? Ce segment n’existe pas et ne fait même pas vraiment partie de l’équation , même pas chez Toyota ou Honda.. Ils cherchent des flottes professionnelles plutôt issues du secteur privé car les élus sont trop corrompus pas les lobbies dont certains sont très actifs pour dénigrer l’hydrogène. Pour votre info, le Japon a refusé un pipeline vers le gaz sibérien de même que l’Europe du sud.. Pourtant c’est l’énergie la moins chère du marché, ce qui prouve bien que d’autres critères que le prix sont prépondérants.
Bonjour, Comme beaucoup je m’intéresse de près à tous les sujets de transition énergétique et autres transports, chaufages etc… propres. Je travaille dans la BI (Business Intelligence) et j’ai pu parcourir plusieurs grands périmètre, énergie, industrie, banque et assurance. J’ai pu me familiariser avec des modèles classiques, et récemment sur des outils de visulaisation big data, Hadoop, data mining etc… (SAS, R, Tibco) Ma vision qui s’appuie sur 20 années de désilusion c’est qu’au finla tous les Quants, Actuaires et autres statisticiens de haut vol qui nous pondent des modèles qu’une poignées de matheux issus de nos plus prestigieuses usines à clones, X, centrales etc… finissent par se résumer à des simples multiplications au final et surtout à des grosses soustractions. Dois-je rappeler les sub-primes ? Un modèle ne survit pas à la réalité, jamais, et il est tributaires des paramètres qu’on y entre, or on ne sait pas paramétrer l’humain, on sait à peine prédire le temps qu’il fera l’après-midi. En gros en assurance des modèles de prédction de risques se résument à somme primex = 2x somme sinistres , ça n’aura jamais de cesse de me faire rigoler 🙂 Maintenant pour coller au débat de l’hydrogène Mon sentiment c’est que toutes les pistes qui nous éloignent du fossiles sont bonnes à suivre. Nous ne sommes pas à l’abris d’un saut technologique même si cela est peu probable. Pour l’instant et je suis le raisonnement de JM Jancovici là dessus, il faut d’abord et surtout travailler sur la consommation avant que l’infrastructure suive le tout électrique qui semble prometteur lorsque l’électricité est essentiellement non fossile. notamment en France. Après le contexte économique et tous ces paramètres macro économiques sont pour moi des constantes désormais. Les 30 glorieuses sont loin, nous ne connaitrons vraisemblablement jamais la croissance plutôt de la récession permanente entrecoupée par un peu de stagnation. Donc pas pertinent d’intégrer un élément qui de toute façon sera neutre ou légèrement négatif. C’est ce que je crois, et aussi et j’en terminerai ainsi, je doute que nous puissions compter sur une action politique forte, pour moi et cela m’attriste, les avancées viendront du privé. (Atolib’ à Paris, même si le bénéfice est discutable, moi ça m’a changé la vie et j’ai revendu ma voiture mais je ne suis pas le meilleur exemple j’ai une moto) Merci pour ces échanges passionés qui restent courtois, c’est plaisant
Mon propos est surtout de démontrer que la vectorisation (logaritmes, etc..) permet certes de ramener un problème à l’échelle visuelle mais en utilisant des logaritmes différents pour plusieurs problèmes , on produit des artefacts càd des aberrations Les vecteurs sont à double tranchant, ils relativisent un problème et en même temps empèchent de le comparer à un autre : autrement dit, les vecteurs “cloisonnent” En ce moment , je ne fais pas vraiment de big data car surtout de l’embarqué et mes volumes de données sont restreints. Je ne fais que des algoritmes. Je les teste, je vois si ça marche ou si ça foire, s’il faut ajuster le calcul ou le poubelliser “fausse bonne idée”. Ce ne sont pas des choses qui se devinent même si ça fait beaucoup réfléchir, les tests sont impitoyables avec les “bonnes idées” Vous balancez un tas de clichés justifiés sur la BI, le big data.. Reste que l’IA n’est pas vraiment une chose facile : il faut que les aberrations se produisent pour qu’on modifie les algos , c’est ce que je fais jour et nuit depuis 3 ans.. Après un an de réflexion , j’ai réussi à devenir premier dans un contest qui oppose les IA de mecs du monde entier. Il y aurait plein de choses à dire sur “comment on devient premier”.. Malice ? Hack ? non ! Assemblage de bons ingrédients en un gros programme ? non ! tricherie ? Impossible. Beaucoup à dire vraiment Comme ils sont tous décidés à gagner, ils cherchent tous l’astuce que les autres n’ont pas vue, j’ai fait la même chose .. Puis j’ai trouvé une petite data que les autres n’avaient pas “dataminée”, ce micro détail a finalement fait levier en synergie avec tout ce que j’avais fait auparavant et je me suis retrouvé premier avec 10 longueurs d’avance ! Personne n’a réussi à me remonter sur 1100 ingénieurs Pour que ça marche, il faut travailler sur le modèle des jours durant, tracer les erreurs, changer le programme , parfois à 180°, recommencer des milliers de fois et finalement, c’est un nano-détail qu’on n’avait pas réussi à faire fonctionner avant qui fait levier avec tous les efforts précédents (lesquels semblaient infructueux) C’est le plus acharné qui gagne mais quelle importance. Mon job ne consiste pas à vendre ma “souffrance” au travail mais une prestation précise et fiable. L’IA est le plus rebelle et le plus chaotique des jobs que j’aie faits, mais c’est aussi très prenant. Quand ça commence à marcher , c’est vraiment efficace, en attendant, il faut l’utiliser un peu en deça de ses possibilités pour éviter les artefacts.. Par contre dans le cas de l’HH, l’équation n’est pas très complexe. C’est les paramètres qui relevent de la religion de chacun : oublier les paramètres commerciaux ou faire silence sur le montant des investissements, c’est renoncer à décider tout simplement. C’est ce que je reproche à cet article, il formatte le problème de façon à ce qu’on se retrouve dans une situation d’il y a 40 ans. Utilise des data non signifiantes (bilan carbone) et ignore toute macro économie et geo-stratégie
Bonjour, Il est écrit dans cet article : “Avec cette méthode, les émissions de CO2 par kilowatt/heure sont beaucoup trop élevées”! Ce n’est pas très sérieux. Cordialement, André
Pour faire simple, une technologie existe s’il y a des gens pour la payer. Ses qualités techniques sont une autre histoire.. C’est trop facile de balancer des allégations sur les qualités , c’est un jeu de dupes. En fait , comme n’importe quel boursicoteur qui achète un titre, vous essayez de faire monter la cote de votre techno en faisant du buzz sur internet. Mais réalisez vous que tout le monde le fait ? Le principe fondamental est que ce qu’on dit n’est pas vraiment important, ce qui est important, c’est ce qu’on achète parce qu’on réfléchit différament lorsque il faut payer.. Tout votre argumentaire consiste à nous faire croire qu’une techno donnée est bonne mais c’est uniquement parce que vous avez des intérets dedans , c’est humain, si vous avez investi dans un truc, vous espérez que de gros investisseurs vont faire le même choix et faire monter la cote et donc la valeur de votre invest. Cela ne concerne pas que l’argent, c’est aussi vrai pour le temps investi pour apprendre une technique. Vous aimeriez bien que cette apprentissage prenne de la valeur et donc que cette technique ait du succès Quand j’écris que l’hydrogène fait l’objet d’investissement énormes par le gratin des états et de l’industrie mondiale, je fais une sorte de prévision d’avenir car chaque investisseur va faire exactement comme tout le monde : du buzz et la promotion de l’objet de son investissement !! Reste que l’hydrogène est de moins en moins remplaçable car on se préoccupe de plus en plus des problèmes de pollution atmo, qu’on réalise que l’hydrogène produit sur le sol national remplace des importations à fonds perdus par des emplois locaux Ensuite , on peut se perdre en conjecture indéfiniment… Surtout qu’écrire dans ce forum ne nous coute rien. Mais ceux qui mettent un milliard sur l’hydrogène le font forcément au détriment d’aute chose.. Peu importe que vous les preniez pour des incompétents, ils mettent de l’argent sur la table, vous ne mettez rien que des paroles gratuites