Manifestez-vous : “hydrogène et piles à combustibles”

Les appels à manifestations d’intérêt pilotés par l’ADEME, toujours dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir, continuent d’affluer et le dernier en date concerne l’hydrogène et les piles à combustibles.

Selon les spécialistes, il apparaît que les marchés de l’hydrogène pourraient générer en France un chiffre d’affaires estimé entre 5 et 40 milliards d’euros par an d’ici 10 à 15 ans.

Alors que l’hydrogène reste aujourd’hui principalement utilisé comme composant chimique dans des procédés industriels (ex : raffinage, production d’ammoniac, etc), il pourrait être employé comme vecteur énergétique à des fins de production d’électricité et de chaleur, d’alimentation électrique pour les appareillages électroniques (mobiles, PDA, ordinateurs, etc.) ou encore à des fonctions de stockage de l’énergie.

La production d’hydrogène, inexistant à l’état naturel, consomme inévitablement de l’énergie. Selon la source d’énergie, la matière première et le procédé utilisé (gaz naturel, électrolyse de l’eau, production biologique à partir d’algues, etc.), l’emploi de l’hydrogène peut contribuer à réduire le recours aux ressources non renouvelables et/ou à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

La valorisation d’hydrogène en énergie peut notamment s’appuyer sur les piles à combustible qui permettent de convertir l’hydrogène en électricité. Les piles à combustible produisent de l’électricité pour des applications allant de l’électronique embarquée (téléphonie mobile, micro-générateurs) aux installations industrielles en passant par les transports ou la fourniture de courant de secours. Leur utilisation dans les bâtiments et les véhicules contribuerait à la limitation des nuisances (pollutions, bruit) dans ces secteurs.

Considéré comme une technologie prometteuse dans la prochaine décennie, l’hydrogène énergie et la pile à combustible nécessiteront des phases de démonstration préindustrielle pour pouvoir être déployés à une plus grande échelle.

Ces démonstrateurs ont pour objectifs tout d’abord de valider la faisabilité technico-économique des solutions en les testant en situation réelle, puis de confirmer leurs bénéfices énergétiques et environnementaux. Ensuite, ils préparent à l’industrialisation en travaillant sur le stockage et la distribution de l’hydrogène et notamment sur les coûts de conception et de fabrication des piles à combustible. Enfin, ils permettent de structurer les compétences des acteurs industriels et des PME sur le territoire, en vue d’un déploiement international.

L’objet de l’appel à manifestations d’intérêt « hydrogène et piles à combustible » est destiné aux projets :

  • la production d’hydrogène d’origine renouvelable ou faiblement carbonée,
  • le développement d’applications dans le domaine de la mobilité au niveau de flottes captives (utilitaires, bus, navettes fluviales) hors développement des applications automobiles qui seront traitées par ailleurs,
  • la faisabilité d’une production et d’une utilisation délocalisées d’énergie au niveau d’un éco-quartier ou d’une ville,
  • le déploiement d’applications ciblées telles que le secours électrique ou les engins logistiques.

Les projets retenus par cet appel à manifestations d’intérêt contribueront par ailleurs à l’évolution du cadre réglementaire et aborderont la question de la faisabilité sociétale, en traitant tout particulièrement la question des risques et des impacts sanitaires.

Cet AMI rentre dans le cadre de l’action « démonstrateurs et plateformes technologiques en énergies renouvelables et dé-carbonées et chimie » du Programme d’Investissements d’Avenir et dont l’enveloppe budgétaire est de 1,35 milliard d’euros.

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Confluence

La production d’hydrogène est grande consommatrice d’énergie car les électrodes doivent être éloignées afin de bien avoir une séparation parfaite de l’oxygène et de l’hydrogène lors du cycle d’électrolyse. Mais, si on se contente de “craquer” l’eau pour obtenir une phase gazeuse provisoirement sèche, le bilan énergétique est tout autre. Aux US, ils appellent ceic le système HHO. Je l’ai reproduit sur ma voiture et j’ai obtenu, malgré le courant utilisé, une réduction de ma consommation d’essence. L’alimentation électrique est sécurisée, car le cycle ne se fait que lorsque le contact est mis. Le reste dutemps, je n’ai qu’un réservoir d’eau sous le capot. Cette installation, basique, bocal en plastique, cornière d’étagères en inox reliées par de la visserie nylon m’a couté environ 10€. J’utilise ce système depuis environ trois ans et j’ai donc largement amorti l’investissement… Que donnerait une filière industrielle pour alimenter, par exemple des centrales thermiques, sachant que ce principe est d’autant plus efficace que le régime moteur est régulier?

Carbocontrainte

@Confluence Je ne sais pas vraiment ce que peux vous apporter votre installation. Quoi qu’il en soit, la physique est claire : vous ne pouvez, au mieux, dans un système parfait (donc sans perte, ce qui n’existe pas), récupérer en énergie avec l’H2 produit que l’énergie contenue dans la batterie qui alimente votre électrolyse. Autrement dit, si votre batterie fait 50 A sous 12V, la totalité de l’H2 de votre installation va vous permettre de récupérer, au mieux, 600 Watts. Autant dire rien en face du moteur thermique de votre voiture dont la puissance est de plusieurs dizaines de kW…

Confluence

Le principe de cette installation est que le gaz que je produis est mieux accepté, visiblement, que le carburant liquide pulvérisé dans l’injection (SP95) ce qui fait que, malgré l’électricité nécessaire à mon bain d’électrolyse, le gaz donne un meilleur rendement que l’essence. Mon électronique n’a pas été modifiée, la cartographie supporte très bien ce mélange et me fait économiser (depuis trois ans, je le rappelle) environ 1/3 de litre aux 100 km. Ce qui signifie que mon installation (bricolage personnel) peu coûteuse a été amortie au bout de …1500km, ce qui représente le 1/10 de mon kilomètrage annuel! Chaque plein a été estimé, suivi, jugé suivant la météo et autres paramètres. Ma voiture fait toujours le même type de trajets, pas d’extras du type long voyage pour les vacances. Donc les données sont objectivement comparables sur la durée.

Carbocontrainte

Le gain énergétique de votre installation est au mieux équivalent à la puissance de votre batterie. En fait, au final, vous ne gagnez rien : l’énergie économisé sur votre plein de carburant est pris sur la batterie.

Confluence

Votre analyse ne tient pas debout, ma batterie va très bien, je ne suis pas votre raisonnement. Si je “tirais” tellement sur la batterie, il me faudrait la recharger sur le secteur ou la changer très régulièrement, pourtant, elle tient ses cycles sans problèmes, votre jugement a une faille, j’en suis désolé pour vous. Comme je n’en fait pas commerce, mon argumentation est des plus objective, ma bonne foi est indiscutable et la durée d’usage de ce système est la meilleure preuve de son efficacité.

Toche 31

à Carbocontrainte… le rendement d’un moteur a explosion etant entre 20 à 30 %  ( energie du carburant/ energie qui propulse le vehicule ) en ameliorant le melange  on ameliore la combustion donc le changement de pression qui est a la base de la transformation de l’energie thermique de l’explosion en energie mecanique… (il ne  vient pas de la batterie  puiff ne dite pas de betise ) donc on prend l’energie sur les 70% de dégagement de chaleur il y a de quoi se servir !!! de la meme manière que les 4 soupapes par cylindre ont fait faire un gain de rendement au moteur l’energie de vient pas de l’arbre a cames … 🙂  merci de reflechir un peu avant de faire des remarques psedo scientifique

oeildecain

Nos élites ont enfin compris qu’à court, moyen et long terme notre bon vieil HYDROGENE était le meilleur vecteur à plusieurs titres : – A court et moyen terme, il peut rendre nos vieux moteurs à explosion quasiment non polluants ……. – A moyen et long terme, il ouvre la voie aux PAC qui ne sont pas tout à fait prêtes ……….. Et pour rassurer Mr. Confluence, il existe des plastiques conducteurs pour pouvoir diriger H2 et O dans des directions opposées, tout en maintenant les elctrodes très proches ………. L’HYDROGENE a été éliminé par le pétrole il y a plus d’un siècle ……… et il va prendre sa revanche maintenant……..

Fleurent

La revenche de l’hydrogène surle petrole va attendre lontemps… Car il faut produire l’hydrogène qui n’existe pas àl’état libre sur notre planète, et produire de l’hydrogène demande plus d’énergie que l’hydrogène ainsi produit n’enpourra en fournir. Prenons un peu de recul ! proner aujourd’hui pour des problemes d’energie (les vehicules par exemple) des solutions qui ont de faibles rendements est une mauvaise action pour l’environement car dans le futur nous aurons a vivre avec une energie propre  coûteuse qui n’aura pas a etre gaspillée. La fimlière hydrogene qui a fait ses preuves dans la chimie ou le spatial restra toujours pour les solutions energetiques (sans degagement de CO2) une filere marginale,plombée par les faibles rendements des transformations  donc une  filière reservée a des applications tres particulières comme l’aerospatial. A titre d’exemple la comparaison pour un vehicule electrique de 50kW des solutions “tout elecrique” et “hydrogene +PAC” montre que la filière electrique a un rendement de l’énergie primaire à la roue presque 3 (trois)fois plus élevé  que celui de la filère hydrogene Alors avant d’investir dans une filière reflechissons aux consequences pour l’environement de nos descendants; et faisons les choix d’autres solutions qui existerontdemain.

alternotre

J’avais lu qu’une fillière très prometteuse était celle de ces PAC qui utilisent de l’ethanol directement – sans réformeur. L’éthanol peut être produit à partir de la biomasse, ce qui fait que le peu de rejet de CO2 est globalement neutre. Pourquoi cette fillière semble t elle totalement étouffée par un H2 dominant qui, de façon surprenante, est défendu ardemment par les groupes pétroliers et énergétiques… Problème ?

Confluence

Certains prétendent faire “tourner” un moteur thermique sur le principe d’un “carburant” basé sur l’électrolyse de l’eau. J’ai même vu une moto, (qui, certes “ratatouille” un peu) rouler sur ce principe sur Youtube. Si par hasard, on pouvait distiler l’eau de mer, (dont le niveau monte, le savez-vous?), en faire un carburant pour centrales thermiques, quelle production d’énergie pourrait-on imaginer? Mais le rêve peut être le support de nouveaux débouchés technologiques synonimes d’indépendance énergétique… S’il le faut une centrale à régime constant permettrait la facilitation des réglages nécessaires…

Sicetaitsimple

Vite, brevetez votre invention! Si aucun constructeur automobile n’a encore pensé à ça malgré les milliers de chercheurs qu’ils emploient, vous êtes le nouveau Bill Gates!

Pecor

L’éthanol est très toxique et très inflammable, donc pas très compatible avec une utilisation quotidienne. On veut nous faire croire que l’hydrogène est l’avenir, mais en fait les carburants liquides ont dominé car ils ont un meilleur rapport energie/volume. Les allemands étudient la pile REDOX, et les américains la pile Air-Zinc. L’hydrogène est trop difficile à stocker, explose spontanément en présence d’un faible pourcentage d’oxygène, et a un rendement minable. Si c’est ça l’avenir en France, ça ne va pas nous remonter le morale 🙂

Confluence

Je ne serai sans doute pas Bill Gates, vu que de nombreuses personnes travaillent sur le sujet, avec, sans aucun doute, de nombreux brevets déjà déposés… Malgré votre septicisme, mon intervention finale est une simple projection “industrielle” d’expériences réalisées depuis plusieurs années. Comme vous l’avez lu + haut, un moteur thermique sans modifications ? Un cycle accepte pour partie ce gaz, alors, pourquoi ne pas imaginer l’étape suivante, un moteur tournant à 100% sur de l’eau “craquée” sachant que nous n’aurions pas besoin d’eau potable…

alternotre

Euh… Désolé, mais le me semble que l’usage d’Ethanol règle une partie des problèmes lié à au Méthanol… En l’espèce, L’Ethanol me semble tout aussi dangereux que l’essence. Quoiqu’il en soit, votre réponse semble confirmer le sentiment que nos efforts sur l’hydrogène semblent plus être le fruit d’un dogme, d’un lobbie et non d’une approche pragmatique et objective… Bizarre.

alternotre

Désolé Conflucence, mais là je ne vous suis pas. Dès 1901 Clerget a utilisé de l’eau pour doper le comportement des moteurs à explosion – diesels notamment – Afin d’en améliorer le rendement. L’expérience a été un franc succès mais – déjà à l’époque – l’establishement ne l’a pas suivi sur cette voie. A ce titre, votre expérience se situe dans cette droite ligne. Le “moteur à eau” est un mythe né dans les années 1920. Makhonine a prétendu avoir réalisé cette prouesse. Il avait raison si l’on considère que son procédé était un dopage à l’eau… il a eu seulement tort de vouloir monter la chose en épingle en utilisant un message marketing foireux… Malheureusement sa tentative a jeté une ombre de doute sur ce procédé, qui, encore une fois, est tout ce qu’il y a de prouvé et vérifié. Oui, nous pourrions tout à fait reprendre les travaux de Clerget et extrapoler un groupe diesel à combustion hybride Eau / Diesel / Huile végétale pure… un tel moteur couplé à une chaine de transmission hybride électrique représentrait une option grand public terriblement efficace en l’attente que batteries et autre PAC fassent des progrès. Malheureusement, constructeurs, ingénieurs et autres politiques ne semblent, pour l’instant, pas décidés à pousser cette option. C’est dommage. Au final, tout cela ne change rien au point principal : L’eau est une cendre et le moteur à eau : un mythe… qui prend sa source dans un fait bien réel : Le dopage à l’eau. Pour votre info :

Confluence

Merci de vos explications, la lecture du dossier est très instructive. Je vais la lire de A à Z pour bien tout analyser. Il reste que ce bricolage me permet si je comprends bien une meilleure combustion du carburant, donc moins de rejets polluants, et une économie de consommation. Mais, visiblement, on ne saurait atteindre 100% de ce mélange gazeux hydrogène oxygène… regretable pour “éponger” la montée des eaux de mer!

Devoirdereserve

Cher Alternotre,  permettez-moi de complèter votre propos. L’utilisation d’eau dans les moteurs diesels (l’introduction de vapeur revient à augmenter la pression, ou T, et donc le rendement) est effectivement ancienne et a été testée à grande échelle… Par la RATP par exemple.  La seule difficulté est le décantage de l’eau et de l’huile dans le réservoir qu’il faut -évidemment- éviter. Ce qui se fait par l’ajout d’additif (émulsifiant, c’est-à-dire du savon ou une lécithine quelconque) et un brassage/mise en émulsion.  Dans mon souvenir, il était fièrement écrit sur les bus : “ce bus roule à l’Aquazole” Mais l’article de Wikipedia semble dire qu’il en résultait une baisse du rendement (mais que c’était mieux du point de vue particules)…  Just my two cents…

alternotre

D’une ancienne lecture … fin des années 80 où ils parlaient de cette possibilité. A l’époque ils décrivaient la crainte d’avoir des problèmes de corrosion au coeur même des cylindres et il était envisagé des chambres de combustion revêtue de céramique… A l’époque cela était décris comme une évolution futuriste. De nos jours je crois que c’est possible… Pour ce qui est de la décantation, Clerget envisageait simplement un double réservoir avec des lignes d’alimentation particulières. Je crois aussi que des études ultérieurs envisageaient un démarrage diesel pur, puis, moteur chaud, le dopage à eau et lors de l’arrêt moteur, celuici tourne 15 seconde sur du “pur” pour évacuer les résidus éventuels de flotte. Je crois enfin qu’il y avait un peu de travail à faire sur l’étanchéité, l’eau, avac l’usure naturelle du moteur, pouvait développer une légère tendance à se balader au travers des segments pour finallement se retrouver dans l’huile de lubrification. En fait, rien de fondamentalement insurmontable.. Bref, comme toujours c’est juste une question d’avancer opiniatrement sur un axe donné. Mais bon…La mode et le dogme est au H2 + PAc… Alors, forcément, je dois avoir l’air “ringard” avec mes histoires … Ceci dit, une voiture diesel Hybride consommant 1 litre d’huile végétale pure aux 100…. Et encore, seulement lorsque on est en cycle routier puisqu’en urbain on tourne sur batterie… Je serais curieux de voir une telle adaptation sur un moteur elsbett…

Devoirdereserve

Cher Alternotre, Je ne crois pas que c’était votre intention, mais souvent sur Enerzine, les commentateurs ont l’air de penser que les chercheurs et ingénieurs sont immobiles, prisonniers des grands groupes ou lobbys, avec un ton qui va de l’incompréhension à la parano en passant par le fatalisme ! Mon propos était a contrario de rappeler que cette voie a effectivement été étudiée, creusée, a atteint le stade d’expérience à l’échelle 1… et que bah, bof, en l’état des technos des annes 90, ça ne marche pas bien. Et que Sicetaitsimple(TM) etc…

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