Upload
christiane-robert
View
111
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
LE MYTHE HYDROGENELE MYTHE HYDROGENE
La nouvelle révolution énergétique ?
BOULANGER Stéphanie DILER Emmanuelle
2
PLAN
• Présentation de l’hydrogène
• Modes de production
• Transport et stockage
• Utilisation
3
PRESENTATION DU H2Caractéristiques:
• Incolore, inodore, non corrosif• PCI élevé• Léger
Sources:
• H2O• Hydrocarbures• Tout organisme vivant, animal ou végétal
4
MODES DE PRODUCTION
Trois critères:
• Compétitivité• Rendement énergétique • Propreté
Deux modes principaux:
• Thermochimiques• Electrolyse
5
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
6
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
7
MODES DE PRODUCTION ELECTROLYSE
• Inverse de la Pile à Combustible
Anode: H2O 2 H+ +2e- + ½ O2
Cathode: 2H+ +2e- H2
• Rendement : 65% environ
8
COMPARATIF
Coûts relatifs de production d’hydrogène gazeux – Source : CEA
9
TRANSPORT ET STOCKAGE DU H2
• Conditions au développement de l’hydrogène:
Disponibilité
A tout moment
En tout point du territoire
10
TRANSPORT DU H2
• Avantages: réseaux existent déjà
• Inconvénient: Coût 50% plus cher que pour le gaz naturel
• Distribution: mise au point de « stations-service »
Unité de production centralisée
Unité d’utilisationTransport par pipes
11
STOCKAGE DU H2
• Gazeux sous haute pression
• Liquide
• Solide sous basse pression
12
STOCKAGE DU H2
Gazeux sous haute pression
• Option prometteuse
• Contraintes nombreuses
Coûts élevés
Actuellement En élaboration
Pression Jusqu’à 350 bars Jusqu’à 700 bars
Matériaux Métalliques Polymères
13
STOCKAGE DU H2
Liquide:
• Avantage: compact
• Inconvénients:
Difficile à liquéfier
Dépenses énergétiques importantes
Coûts élevés
14
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 liquidePas de problème d’étanchéité
• Inconvénient : Coûts élevés
15
COMPARATIF
Coût de l’hydrogène distribué en stations-service (euro/litre) – Source : CEA
16
UTILISATIONLa Pile A Combustible
Obstacles:
• Technologiques
CompacitéUsure des matériauxRendements énergétiques perfectibles
• Coût de fabrication
17
UTILISATION
Dans les transports
• Avantages:
Non polluant (si on ne considère que le véhicule)
Moins bruyant
Rendement plus efficace que les moteurs à explosion
18
UTILISATION
Dans les transports
• Inconvénient: Coûts élevés
Consommation véhicule: prix au 100 kms > de 15 à 100 %
• En attendant : carburant intermédiaire
WTT Réservoir
H2 20 à 50 euro/GJ 200 à 500 euro/kg
Classique 8 euro/GJ 125 euro/kg
19
UTILISATIONLe stationnaire
• Applications diversifiéesUn spectre large de puissanceApplications: approvisionnement d’électricité,
cogénération, génération de vapeur ou de froidDivers types de piles possibles
• ProductionCentraliséeDécentralisée
20
UTILISATIONLe stationnaire: production décentralisée
• ApplicationsApport exclusif d’électricitéCogénération
• ConcerneDomestiqueMoyenne industrieTertiaire
• Solution pour les sites isolés
21
UTILISATIONLe stationnaire: production décentralisée
• AvantagesMeilleur rapport électricité-chaleurEmissions de CO2 et de Nox plus faibles
• InconvénientsCoûts d’investissement élevésCoûts de maintenance et durée de vie des composants
inconnus
22
UTILISATIONLe stationnaire: production centralisée
• ApplicationsDe secoursProduction d’appointProduction d’électricité
• AvantagesRemplace les centrales thermiques polluantesRendement > à 70% si adjonction d’une TAG ou TAVFaibles nuisances sonores
23
UTILISATION
Le portable
• Applications des piles de petites taillesTéléphones portables, ordinateurs, caméscopesSystèmes d’alarmes, appareils de santé individuels
• AvantagesAutonomie en fonction de la taille du réservoirN’ont pas à être rechargées
• InconvénientsMiniaturisationCoûts
24
CONCLUSION
• Avantages indéniables:RendementsÉmissions gaz à effets de serre
• Progrès à faire dans:La productionLe transport et le stockageLes Piles à Combustible
Il ne faut pas surestimer la place de l’hydrogène un vecteur énergétique parmi d’autres
25
SOURCES
www.cea.fr• Publications:
L’hydrogèneLa filière hydrogène
www.enpc.fr• Quelle place pour l’hydrogène dans les systèmes
énergétiques de demain?