VEHICULES ELECTRIQUES ALIMENTES PAR PILE A COMBUSTIBLE (HYDROGENE) Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada

RESUME Fonctionnement d’une pile à combustible Production, transport et stockage de l’hydrogène Quelques propositions pour les constructeurs

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE A COMBUSTIBLE

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE A COMBUSTIBLE Echappement Cathode Hydrogène Circuit de refroidissement Circuit de refroidissement Air et eau Traction électrique

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE A COMBUSTIBLE Principales caractéristiques Par pile : 0.5 – 1 V Intensité : 0.3 – 1 A cm2 Puissance : 0.3 – 0.5 W/cm2

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE A COMBUSTIBLE Exemple : 2 x 100 piles ( 40 cm x 40 cm)  2 x (100 x 0.7) x (40 x 40 x 0.375) = 2 x (70 V x 640 A) = 84 kW (114 CV) Ballard 900 107 CV 72 kg 34 x 24 x 75 cm Volume 61 L 1,3 kW / L

FONCTIONNEMENT D’UNE PILE A COMBUSTIBLE   15 à 35 %   30 à + 50 % Bougie Combustible : hydrogène Mélange air combustible Échappement : vapeur d’eau Échappement : NOx, HC, CO, SOx Chaleur : (90°C) : refroidissement à l’eau Chaleur : refroidissement à l’eau (125°C) Moteur électrique

Pile à combustible pour un autobus de tourisme, MAN

DEFIS POUR L’AVENIR Coût : Fiabilité Réponse aux régimes transitoires 400 € / kW (7 x le prix d’un moteur traditionnel) Pile complète : 20 000,00 € (moteur 3 000,00 €) Fiabilité Réponse aux régimes transitoires Problèmes aux basses températures (inférieures à 0 ºC) Pollution en H2 Adaptation du véhicule Besoin d’hydrogène (production, transport et stockage) !

La Ford Focus à hydrogène Module TIM (décharge statique) Unité d’alimentation Borne de boîtier des piles à combustible Onduleur D/C Condensateur Pompe à eau Inverseur d’air comprimé Inverseur de débit de pompe à eau Convertisseur de suralimentation Réservoir d’eau Vanne thermostatique calorstat Humidificateur air & combustible Compresseur d’air Réservoir de H2 gazeux silencieux d'admission Moteur électrique / Boîte-pont Échangeur thermique Régulateur de voltage de pile

PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H2 1. Production “industrielle” Électrolyse de l’eau ? Gaz naturel ? Raffinerie ? Sources d’énergie renouvelable Réseau de distribution ? (Il n’existe pas !) Coût, investissements Sécurité et acceptation par le public

PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H2 2. Production décentralisée (à la station-service) De quelle origine ? (Électrolyse de l’eau ? Gaz naturel ? Autre ?) Coût de l’équipement Sécurité et acceptation par le public

PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H2 Indépendamment du lieu de production (station-service ou établissement industriel) Mode de remplissage Sécurité Durée du remplissage

PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H2 Stockage à bord… Gaz comprimé à 300 bars ? (car sa densité est très faible) Liquide à –253 ºC ? (forte évaporation, faible densité) Matrice solide ? (rapport poids / volume)

PRODUCTION, TRANSPORT ET STOCKAGE DE H2 3. Production à bord avec un reformeur embarqué De gaz naturel, méthanol, éthanol ? Essence ? Problèmes Efficacité du système Coût Technologie Émissions – Ne résout pas le problème du monoxyde de carbone

Necar 5 e Jeep Commander (2000; CH3OH) Necar 3 (1997; CH3OH) Necar 4 (1999)

L’Hydrogen 1 d’Opel H2 liquide (75 litres ; 5 kg H2) Bloc de 200 piles (59/27/50 cm) - 150 – 200 V; 90 kW/ 122 CV - 68 kg Batterie auxiliaire Poids : 1 575 kg 0-100 km/h – 16 s Vitesse max. : 140 km/h *Gamme* : 400 km

PROJETS DE DEMONSTRATION - CUTE Projet CUTE : démonstration du fonctionnement d’autobus à piles à combustible à l’hydrogène (Clean Urban Transport for Europe) Projet de démonstration visant à tester et à évaluer la performance en situation d’exploitation régulière des autobus à hydrogène pour le transport public. 10 villes européennes (Barcelone, Madrid, Londres, Hambourg, Luxembourg, Estocolmo, Amsterdam, Stutgart, Stockholm, Porto) 3 autobus Daimler-Chrysler par ville Différentes méthodes de production d’hydrogène (énergies renouvelables - énergie hydraulique, gaz naturel, raffinerie) Évaluation des coûts, infrastructure, cycle de vie, émissions de substances, etc.

Merci de votre attention !