La nouvelle révolution énergétique ? LE MYTHE HYDROGENE La nouvelle révolution énergétique ? BOULANGER Stéphanie DILER Emmanuelle

PLAN Présentation de l’hydrogène Modes de production Transport et stockage Utilisation

PRESENTATION DU H2 Caractéristiques: Sources: Incolore, inodore, non corrosif PCI élevé Léger Sources: H2O Hydrocarbures Tout organisme vivant, animal ou végétal

MODES DE PRODUCTION Trois critères: Deux modes principaux: Compétitivité Rendement énergétique Propreté Deux modes principaux: Thermochimiques Electrolyse

MODES DE PRODUCTION THERMOCHIMIQUES Vaporeformage: CH4 + 2 H2O  CO2 +4 H2 + traces de CO H2O+CO  CO2 + H2 Purification Oxydation partielle: Réaction entre: Un carburant (gaz naturel, hydrocarbures, charbon) L’oxygène

MODES DE PRODUCTION THERMOCHIMIQUES Gazéification: Du charbon De la biomasse Mélange avec de l’eau et de l’air (1000°C, haute pression) Obtention d’un gaz contenant du CO et du H2 Dissociation thermochimique: Scindement de la molécule d’eau à hautes températures

MODES DE PRODUCTION ELECTROLYSE Inverse de la Pile à Combustible Anode: H2O  2 H+ +2e- + ½ O2 Cathode: 2H+ +2e-  H2 Rendement : 65% environ

COMPARATIF Coûts relatifs de production d’hydrogène gazeux – Source : CEA

TRANSPORT ET STOCKAGE DU H2 Conditions au développement de l’hydrogène:  Disponibilité A tout moment En tout point du territoire

Unité de production centralisée TRANSPORT DU H2 Unité de production centralisée Unité d’utilisation Transport par pipes Avantages: réseaux existent déjà Inconvénient: Coût 50% plus cher que pour le gaz naturel Distribution: mise au point de « stations-service »

STOCKAGE DU H2 Gazeux sous haute pression Liquide Solide sous basse pression

STOCKAGE DU H2 Gazeux sous haute pression Option prometteuse Contraintes nombreuses  Coûts élevés

STOCKAGE DU H2 Liquide: Avantage: compact Inconvénients: Difficile à liquéfier Dépenses énergétiques importantes Coûts élevés

STOCKAGE DU H2 Solide sous basses pressions: Absorption des atomes de H2 par de nouveaux matériaux Désabsorption sous l ’effet de la chaleur Avantages: Réservoirs avec une capacité comparable à celle du stockage liquide Pas de problème d’étanchéité Inconvénient : Coûts élevés

COMPARATIF Coût de l’hydrogène distribué en stations-service (euro/litre) – Source : CEA

UTILISATION La Pile A Combustible Obstacles: Technologiques Compacité Usure des matériaux Rendements énergétiques perfectibles Coût de fabrication

UTILISATION Dans les transports Avantages: Non polluant (si on ne considère que le véhicule) Moins bruyant Rendement plus efficace que les moteurs à explosion

UTILISATION Dans les transports Inconvénient: Coûts élevés Consommation véhicule: prix au 100 kms > de 15 à 100 % En attendant : carburant intermédiaire

UTILISATION Le stationnaire Applications diversifiées Un spectre large de puissance Applications: approvisionnement d’électricité, cogénération, génération de vapeur ou de froid Divers types de piles possibles Production Centralisée Décentralisée

UTILISATION Le stationnaire: production décentralisée Applications Apport exclusif d’électricité Cogénération Concerne Domestique Moyenne industrie Tertiaire Solution pour les sites isolés

UTILISATION Le stationnaire: production décentralisée Avantages Meilleur rapport électricité-chaleur Emissions de CO2 et de Nox plus faibles Inconvénients Coûts d’investissement élevés Coûts de maintenance et durée de vie des composants inconnus

UTILISATION Le stationnaire: production centralisée Applications De secours Production d’appoint Production d’électricité Avantages Remplace les centrales thermiques polluantes Rendement > à 70% si adjonction d’une TAG ou TAV Faibles nuisances sonores

UTILISATION Le portable Applications des piles de petites tailles Téléphones portables, ordinateurs, caméscopes Systèmes d’alarmes, appareils de santé individuels Avantages Autonomie en fonction de la taille du réservoir N’ont pas à être rechargées Inconvénients Miniaturisation Coûts

CONCLUSION Avantages indéniables: Rendements Émissions gaz à effets de serre Progrès à faire dans: La production Le transport et le stockage Les Piles à Combustible Il ne faut pas surestimer la place de l’hydrogène  un vecteur énergétique parmi d’autres

SOURCES www.cea.fr Publications: L’hydrogène La filière hydrogène www.enpc.fr Quelle place pour l’hydrogène dans les systèmes énergétiques de demain?