Une défaite de plus pour l'hydrogène

Même dans les bus, ceux qui avaient misé sur l'H₂ optent finalement pour l'électrique :

https://fr.businessam.be/trop-cher-lhydrogene-montpellier-annule-une-commande-de-51-bus-et-passe-a-lelectrique/

Et parallèlement développement en région parisienne : bien difficile de trancher... La transition énergétique passera par plusieurs chemins, l'hydrogène en est probablement un : ne pas oublier qu'on est actuellement encore en phase de recherche ! Prendre des positions définitives aujourd'hui me paraît tout aussi vain que de n'avoir pas cru au développement du VE il y a 10 ans...

R2D2 a écrit:Et parallèlement développement en région parisienne : bien difficile de trancher...

Si tu parles des stations destinées aux taxis Hype : installation totalement subventionnée, à la fois par Hype, Air Liquide, Toyota.
Le seul électrolyseur intégré coûte 3 M€ ! La station avec les pompes plus de 10 M€.

Il n'y a pas le moindre espoir que ça puisse être rentabilisé, ça n'est pas le but. Par contre, le reste du monde cherche la rentabilité que l'H2 ne peut pas apporter.  C'est du pur gâchis de ressources, temps, infrastructure, et bien sûr, énergie.

EDIT

la fin de l'article est à lire :

Business AM a écrit:
"Six fois moins cher

Pour raison de coûts trop élevés, Montpellier Méditerranée ../.. a annulé le projet la semaine dernière. Tout en laissant une porte ouverte à l’hydrogène pour 2030, si cette ressource devient plus abordable ../..

Julie Frêche, vice-présidente de la Métropole, ../.. calcule  que le coût annuel pour l’exploitation des bus hydrogène est de trois millions d’euros par mois. Des bus électriques reviendraient à 500.000 euros. Ramené au kilomètre, l’hydrogène coûte 95 cents, alors que l’électrique ne coûte que 15 cents. Les bus même sont en plus 150 à 200.000 euros plus chers à l’achat que les bus électriques.

Solution « absurde »

Le média spécialisé en énergie Recharge fait le constat de la situation « absurde » qu’est l’alimentation en hydrogène. « L’hydrogène vert est une solution intrinsèquement inefficace et coûteuse pour le transport routier, car elle nécessite de l’électricité renouvelable pour l’électrolyse afin de créer l’H2, davantage d’énergie pour comprimer le gaz, qui doit être stocké dans de grands réservoirs, une station-service coûteuse est nécessaire pour injecter l’hydrogène stocké dans un véhicule, où une pile à combustible reconvertit l’H2 en électricité… Il est beaucoup plus efficace et moins cher d’injecter l’électricité renouvelable directement dans une batterie de véhicule. »

Les défenseurs de l’utilisation de l’hydrogène comme « carburant » rétorqueront alors
- que les voitures avec pile à combustible sont plus légères que les voitures électriques,
- que la charge est plus rapide,
- et que l’autonomie est plus grande.

C'est assez piquant ne noter que sur la timide défense en pied d'article, 2 des trois arguments sont faux , vu que les VH sont plus lourds et pas plus endurants que les VE équivalents.

L'hydrogène, pour moi c'est retomber à la station essence, malheureusement.

L'hydrogène n'est qu'un moyen de stockage de l'électricité avec un rendement plutôt médiocre par rapport aux batteries actuelles mais cela pourrait changer d'autant plus qu'il ne nécessite aucune ressource supplémentaire.

Reste à voir ce que donneront les expériences à base d'hydrogène brulé, sur lequel beaucoup misent actuellement, notamment pour pouvoir "recycler" le moteur à combustion interne.

L'hydrogène n'est qu'un moyen de stockage de l'électricité avec un rendement plutôt médiocre par rapport aux batteries actuelles mais cela pourrait changer d'autant plus qu'il ne nécessite aucune ressource supplémentaire.

Le rendement n'est pas médiocre, il est catastrophique. Je trouve que "médiocre" s'applique mal a un procédé dont la transformation a (beaucoup) plus de pertes de que de conversion.

Mais surtout, non "ça ne pourrait pas changer" sauf découverte d'une nouvelle physique ou technologie de rupture digne de l'invention de la pile à combustible, et on a ça nulle part à l'horizon.
Moi aussi j'aime Star Wars et The Expanse

Actuellement tu as trois grosses zones de pertes : électrolyse, ultra-compression (ou liquefaction ou adsporption) , reconversion en PAC.

• L'électrolyse perd 30%,
  
• la compression à 300b 10%,
  
• à  700 bars 20% (de ce qu'il reste)
  
• la reconversion en éléctricité perd 40% (de ce qu'il reste).
  

Un seul de ces maillons,en moyenne, représente déjà toutes les pertes cumulées de la filière concurrente ou pas loin.

• On a des pistes d'amélioration pour le premier, l'électrolyse
  
• mais la compression est une énergie stockée en soi, irrécupérable dans un système compact, et avec des pertes thermiques elles, irrécupérables.
  
• Enfin, l'équation de compression comprenant une perte joule chimiquement, le dernier point et le plus important n'est pas récupérable : une PAC a zéro volt perd déjà 30% d'énergie en chaleur, et à mi puissance, 40 %... et sur un gros appel de puissance ça augmente jusqu'à 70% de pertes ! autant qu'un moteur a piston.
  

Comparé à une cellule Li dont le rendement charge-décharge maximum théorique est de 98%, et atteint facilement 80% en pratique à charge lente ...  

Reste à voir ce que donneront les expériences à base d'hydrogène brulé, sur lequel beaucoup misent actuellement,

de ce que je crois savoir, ils ne sont pas "beaucoup" : BM (re)fait des essais, toyota - encore et toujours- tente d'embrigader son pantin Subaru, et deux constructeurs de bécanes Yam et Kawa (Honda ayant jeté l'éponge dans l'H2 avant l'été). Peut être un chinois aussi, et coté camions/groupe de puissance : Cummins fait des tests.  
Ces boites qui n'ont rien préparé coté électrification et batteries n'ont effectivement que ce mince espoir pour survivre.

Ça fait pas vraiment beaucoup. Et c'est connexe au carburant de synthèse évoqué par Porsche.

Le souci, c'est que tu cumules les pertes en amont de l'hydrogène avec celles catastrophiques du moteur à combustion interne, qui en plus se révèle légèrement moins bon avec l'H2 qu'avec l'essence. Tu ne gagnes rien au contraire.
Pour le constructeur par contre, il évite les coûts liés à au système électrique et à la pile à combustible.

Le premier paramètre considéré par les pouvoirs public n'est pas le rendement mais la souveraineté énergétique pour l'alimentation des équipements de mobilité, entre autres.

Je pense que les solutions proposées par les industriels ces prochaines années comprendrons aussi bien des PAC que des moteurs thermiques à hydrogène. Le (mauvais) rendement global de l'hydrogène de l'extraction à la roue restera similaire à celui du pétrole, et surtout il ne sera pas nécessaire d'importer l'hydrogène puisqu'on peut le fabriquer sur place avec de l'énergie renouvelable.

Il restera cependant au moins deux difficultés importantes que sont le transport et le remplissage des réservoirs à une pression de 700 bars, ainsi que les polluants oxydes d’azote (NOx) issus de la combustion H2/air.

La batterie pour les véhicules personnels ou à faible rayon d'action reste la meilleure solution, mais pour le transport ferroviaire, routier longue distance ou aérien ce n'est pas adapté et l'hydrogène remplacera le pétrole à horizon de 10 à 20 ans.

j'avais en tête que l'énergie électrique permettant de faire rouler un véhicule à PAC hydrogène ferait rouler 2 à 2,5 véhicules à batterie.
Celle permettant à un véhicule à moteur à combustion interne de rouler à l'hydrogène ferait rouler plus de 5 véhicules à batterie.

Sans compter que même à l'hydrogène, un moteur à combustion interne ne serait pas tout à fait propre, il resterait des oxydes d'azotes créés par les hautes pressions et températures, peut être quelques nanoparticules s'il ya un peu d'huile qui brûle, et tous les consommables liés à ce type de moteur : bougies, huile, filtres, à produire, distribuer, puis collecter et éliminer.

Pour la compression, il avait tout de même été évoqué des solutions alternatives reposant sur la dissolution dans des liquides de composition plus ou moins exotique.

Reste que l'électricité va certainement porter une grande partie du fardeau de la transition et sera très demandée. On ne pourra pas se permettre de la gaspiller en autorisant certains à en utiliser cinq fois plus que ce qui est vraiment nécessaire.

Mieux vaut se tourner vers le biogaz, s'il en reste, pour les usages où la batterie poserait des problèmes incontournables.

En fait l'hydrogène répond a un gros problème chez les Allemands. C'est la surproduction des éoliennes la nuit et les WE, qui fait basculer les prix du marché de l'électricité en dessous de 0.
L'électrolyse leur permettrait de "mieux" revaloriser ce "surplus" voir de stabiliser le prix du marché... ce n'est pas étonnant que l'Allemagne est le pays qui fait le plus d'effort sur l'hydrogène.

Je vous invite à lire la BD "Le monde sans fin", où notamment il y est cité comment des choix ont été fait pour résoudre des problèmes de gestion de matière considérée comme des déchets au départ... sont devenus des produits à part entière.

On a une idée de la part des éoliennes pour chaque phase de l’hydrogène, du puits à la roue ?
Parce qu’utiliser le surplus éolien pour produire et comprimer, c'est bien. Mais si derrière on utilise de l'électricité charbonnière pour stocker et distribuer cette production, c'est pas super rentable.

philouze33 a écrit:Le souci, c'est que tu cumules les pertes en amont de l'hydrogène avec celles catastrophiques du moteur à combustion interne, qui en plus se révèle légèrement moins bon avec l'H2 qu'avec l'essence. Tu ne gagnes rien au contraire.

Le rendement mécanique de l'H2 est comparable entre une propulsion à base de pile à combustible ou de moteur à combustion interne. Mais nous sommes bien d'accord que c'est minable au global, comparé à un VE à batterie.

philouze33 a écrit:Pour le constructeur par contre, il évite les coûts liés à au système électrique et à la pile à combustible.

Oui, ça permet de garder les lignes de production des moteurs à combustion interne, et aux pétroliers de renouveler et d'entretenir le modèle de distribution captif.

Après il y a d'autres solutions pour faire de l'hydrogène : zinc + acide chlorhydrique  

Charbon rouge + eau froide aussi.

La seule rentabilité de l'hydrogène est lorsque son utilisation est incontournable et inévitable.

Du coup, dans un véhicule automobile, mis à part pour produire certaines pièces, il ne devrait pas être utilisé !

Le consensus actuel semble être que l'hydrogène n'est pas une solution pour les véhicules particuliers, et n'est une piste viable que pour les applications commerciales (poids lourds, bus, engins de chantier, etc). L'histoire s'écrit sous nos yeux.

Je pense que les solutions proposées par les industriels ces prochaines années comprendrons aussi bien des PAC que des moteurs thermiques à hydrogène. Le (mauvais) rendement global de l'hydrogène de l'extraction à la roue restera similaire à celui du pétrole, et surtout il ne sera pas nécessaire d'importer l'hydrogène puisqu'on peut le fabriquer sur place avec de l'énergie renouvelable.

Je ne pense pas, jadis et pendant un siècle il y a eu un "miracle" énergétique qui permettait ce gaspillage de rendement : le pétrole ne coutait virtuellement rien, et encore aujourd'hui ce sont les taxes qui finalement lui donnent un cout, même si heureusement pour le climat, il se  renchérit très fortement et rapidement.

Si vous produisez de l'énergie par tout autre moyen y compris charbon, vous avez soit une énergie qui coute cher, soit vous avez déjà cramé 30% dans la centrale en amont. Donc non, vous n'allez pas rajouter à ces premières pertes les 70% de l'H2.

bouboune a écrit: ... et n'est une piste viable que pour les applications commerciales (poids lourds, bus, engins de chantier, etc). L'histoire s'écrit sous nos yeux.

et en quelques mois on a Scania qui explique que niveau camions, c'est de la daube :

https://newatlas.com/automotive/scania-ditches-hydrogen/

Attention pour les âmes fragiles, le commentaire du boss ne laisse aucune chance au projet

La belgique qui conclut que les trains à H2, c'est n'importe quoi (et ça l'est, à très moyen terme autant électrifier les lignes).

https://www.revolution-energetique.com/transports-ferroviaires-lhydrogene-est-trop-cher/

pour donner un ordre de grandeur

Et pendant le même temps les ex-constructeurs de "futurs" producteurs de camions H2, Merco et Volvo lancent le Corridoor/ionity du camion en Europe.

il ne reste que deux pistes : l'aérien et le maritime. l'aérien moyenne distance est à la merci des batteries de 3ème génération, le longue distance au carburant de synthèse.

Pour le maritime c'est pareil : premiers cargos à batterie d'un côté, GNV ou biofioul de l'autre.

Tiens, dans le deuxième lien, on parle de "durée de vie limitée des piles à combustible", je n'avais pas conscience de ce paramètre.
Ceci dit il faudrait connaitre l'ordre de grandeur, les batteries aussi ont leur limites.

On n'entend plus guère parler des batteries de 1,6 millions de km ces derniers temps.

"Pour la compression, il avait tout de même été évoqué des solutions alternatives reposant sur la dissolution dans des liquides de composition plus ou moins exotique."

A chaque fois qu'on creuse (les poudres et les éponges metalliques de mcphy, la "pâte à dentifrice" h2 des allemands, l'acide formique, le liquide magique de Hysilabs...), on  découvre que ça rajoute deux process amont et aval, une perte, du poids et/ou du volume en plus... et un transport pour ramener la "consigne" à la zone d'émission d'hydrogène - Mais qui ne dispense même pas de la recompression à la fin !

Chez Hyslabs par exemple, c'est clair dans leur graph

• - on incorpore l'H2 dans du liquide (à seulement 8.7% ! c'est néanmoins 7x plus d'H2 que compressé, mais du coup si ce liquide a le poids de l'eau, ce qui n'est pas dit, c'est considérablement plus lourd que de l'H2 comprimé)
  
• - on transporte par camion et on livre le liquide, un process libère l'H² et récupère le liquide
  
• - on recompresse à 700 bars pour distribuer (gain énergétique : négatif !) on a juste évité des soucis de gestion de pression en amont.
  
• - on ramène le camion... plein de liquide mais sans H2, donc avec les couts de transport d'une citerne pleine !
  

https://hysilabs.com/

"En fait l'hydrogène répond a un gros problème chez les Allemands. C'est la surproduction des éoliennes la nuit et les WE, qui fait basculer les prix du marché de l'électricité en dessous de 0."

C'est le narratif originel, mais ça sent le pipeau : les surproduction éoliennes très importantes il y a 10 ans se sont réduites comme peau de chagrins depuis les grandes interconnexions, quel est réellement le taux de surproduction fatales ? celles qui rendraient plus rentable d'en perdre 70% dans la chaîne ? celles qui rendraient le PWG moins rentable que de compresser et tout le tralala... les chiffres se font très rares je trouve, des discours nébuleux mais rien de chiffré clairement.


Je pense que c'est beaucoup plus cynique : créer un besoin en faisant miroiter une rentabilisation d'un truc qui a choqué les allemands pendant l'énergiewende, l'alimenter avec l'industrie mourante (ou pas) du charbon et du gaz local, en promettant ad vitam que ce sont des techno de la "taxonomie verte de transition" vers l'H2 vert.   

On nous refait en germanie EXACTEMENT ce qu'on a fait sur les ENR pendant 20 ans. Faut sauver le soldat charbon et gaz... ça sent le roussi pour en faire du jus à moyen terme.. on en fera de l'hydrogène.  

passant_mbr a écrit:Tiens, dans le deuxième lien, on parle de "durée de vie limitée des piles à combustible", je n'avais pas conscience de ce paramètre.
Ceci dit il faudrait connaitre l'ordre de grandeur, les batteries aussi ont leur limites.

La pile fait seulement 5000h*, le circuit UHP+tanks 10 ans, et ne peut pas être ré-épreuvé mais détruit, et sa date d'expiration est inscrite à la livraison de la voiture ! Si la caisse a trainé longtemps sur le parking du concessionnaire, vous êtes mal.
https://roulezelectrique.com/les-voitures-a-hydrogene-vont-souffrir-dobsolescence-planifiee/

* la vitesse moyenne d'un urbain est de ... 16 km/h, à ce rythme une Miraî tient à peine 80k kms.
le H2 est à réserver au minimum à du péri-urbain ou de l'autoroutier sous risque de mort infantile.

en gros, n'espérez pas "tirer" une H² d'occase, quel que soit votre kilométrage, il faudra jeter tout un accastillage qui coute plus cher que la valeur résiduelle de la caisse.

passant a écrit:On n'entend plus guère parler des batteries de 1,6 millions de km ces derniers temps.

Celle ci a une batterie qui a franchi 731 000 kms, et ça continue :
https://www.guideautoweb.com/articles/57468/cette-tesla-model-s-vient-d-atteindre-1-2-million-de-kilometres/

c'est déjà près de 10 fois d'une PAC en usage urbain et le double d'une PAC issue d'une voiture qui aurait maintenu un 70 de moyenne toute sa vie.

Non vraiment une techno d'avenir ce bidule.

zadene a écrit:On a une idée de la part des éoliennes pour chaque phase de l’hydrogène, du puits à la roue ?

Globalement, il faut 4 kWh d'électricité pour produire l'équivalent de 1 kWh d'hydrogène. Ils pourraient utiliser d'autres moyens. Par exemple électrifier au max leur agriculture ou leurs TP... Car le rendement du système batterie-moteur électrique est supérieur à 80%.

philouze33 a écrit:- on transporte par camion et on livre le liquide, un process libère l'H² et récupère le liquide
- on recompresse à 700 bars pour distribuer (gain énergétique : négatif !) on a juste évité des soucis de gestion de pression en amont.

Ah ben oui mais non, si on fait ça effectivement cela ôte une grande partie de l'intérêt. Moi, je pensais que l'on verserait le liquide directement dans le réservoir du véhicule et que ce dernier qui se chargerait de libérer l'hydrogène et de l'utiliser directement sans compression au fur et à mesure du besoin.

Reste qu'après il faudrait tout de même vidanger le réservoir en même temps qu'on le remplit avec du liquide frais.

Par contre pas beaucoup de texte descriptif sur le site. C'est juste le dessin de l'étape finale qui suggère que l'extraction est faite en dehors du véhicule.

Donc finalement il faudrait réserver l'hydogène à des usages où l'énergie serait perdue autrement, à supposer que la fraction finalement récupérée justifie l'investissement en énergie grise, matériaux, et financier.

Je verrais une chaîne comme celle-ci :

Libération de l'hydrogène par crackage thermique dans des centrales nucléaires à haute température (en espérant que la centrale puisse également produire de l'électricité et ne soit pas dédiée à la production d'H₂. Le but est de récupérer les 50 % d'énergie perdue en chaleur).
-> plus de problèmes de rendement d'électrolyse.

Transport à basse pression de l'hydrogène via tuyaux vers un site à proximité où se trouveraient les compresseurs, dont on récupèrerait la chaleur pour chauffer des bâtiments (je suppose que ça n'a aucune utilité dans la centrale elle-même qui produit déjà suffisamment de chaleur pour ses besoins propres) -> plus de problème de pertes à la compression.

Utilisation de l'hydrogène comprimé pour des besoins thermiques exclusivement, ce qui effacera le cas échéant la consommation électrique correspondante-> plus de problème de rendement de la PAC.

Mais pour les transports, on oublie.

C'est une idée théoriquement pas mauvaise du tout.

L'eau de refroidissement devrait pouvoir produire pas mal d'eau chaude pour chauffer le ou les villages d'habitation voisins.

Il y a plein de process industriels qui utilisent l'air comprimé pourtant au rendement catastrophique.