TF1 du 08/07/2020 : L'hydrogène le carburant du futur

Pixel a écrit:J'ai utilisé de l'hydrogène pendant une bonne partie de ma carrière ainsi que de l'hélium, gaz tout aussi "passe muraille".
Je peux te dire que les bouteilles ne se vident pas toutes seules, sauf robinet défectueux ou mal serré.
Il est vrai que les molécules d'hydrogène et d'hélium sont bien plus petites que celles de l'azote et de l'oxygène.
C'est d'ailleurs pour cette raison que l'on utilise l'hélium comme gaz de détection de fuite.
Cependant, on sait très bien faire des réservoirs étanches et l'histoire des bouteilles qui se vident en 15 jours est une légende.

En fait, ce qui est dommage, c'est qu'en pointant un faux problème, on se décrédibilise.
Les adversaires du VE font d'ailleurs de même.
L'hydrogène a suffisamment de défauts pour qu'on n'aie pas besoin d'en ajouter des faux.

J'utilise aussi de l'hydrogène en milieu industriel et je suis totalement d'accord avec Pixel là-dessus.

Les "réservoirs" que l'on utilise ne sont pas faits de tôle d'acier. Mais, la réglementation ATEX, nous a imposé de supprimer le toit qui était présent sur le parc à gaz pour le protéger des intempéries. On aurait pu le garder, mais il aurait fallu installer tout un système de ventilation pour garantir qu'il n'y avait pas de possibilité qu'une poche de gaz ne se forme sous la tôle du toit. Dans les locaux batteries, on a renforcé la ventilation d'origine pour éviter le risque ATEX. En milieu industriel on a une réglementation très stricte pour gérer le risque hydrogène.

La dernière fois qu'on a eu une fuite d'hydrogène sur un cadre quand on a prévenu le SDIS, ils nous ont envoyé un "échelon", donc 10 camions de pompiers prêts à lutter contre un gros incendie. Puis, sous couvert d'un binôme de pompiers qui dispensaient un rideau d'eau, un technicien est allé fermer le robinet d'isolement... En fait, à cause de la disposition des cadres, les pompiers ont dû arrêter le rideau d'eau, pour que le gaz puisse fermer le robinet. Il n'y avait pas la place pour 2 pompiers, un technicien et une lance à incendie sous pression.

Léonard a écrit:En fait, à cause de la disposition des cadres, les pompiers ont dû arrêter le rideau d'eau, pour que le gaz puisse fermer le robinet.

Pas besoin de déplacer 10 camions si le gaz sait faire ça tout seul !

L'hydrogène c'est fait pour que les bagnolards puissent aller dans une station service et mettre du liquide dans leur réservoir.
Avec les véhicules à batterie, ils sont perdus : plus de station service, plus de liquide, plus de réservoir.
Ah les habitudes, c'est difficile à changer.

Pourtant, on aimerait bien un peu plus de services autour de certains bornes de recharge pour les VEs ...

R2D2 a écrit:
Pas besoin de déplacer 10 camions si le gaz sait faire ça tout seul !

Désolé pour la boulette. Je voulais écrire "le gars". En fait, l'une des plus grandes peurs avec tous les gaz inflammables, c'est que la fuite s'inverse et que si flamme il y a, elle rentre dans la bouteille. Là, c'est l'explosion assurée.

La question reste entière : pourquoi dépenser autant de milliards Chine / Allemagne si c’est si pourri ? Des choses à améliorer pour que ça marche ?
Surtout que la Chine arrête de subventionner le VE...

Et personne n’a évoqué la durée de vie d’une pile à combustible qui, il me semble, coûte un bras et à une durée de vie très moyenne...



Ils parlent des problèmes mais pas des rendements.
Si ces stations autonomes remplissaient d’électricité des batteries pour ensuite recharger des VE à 350 ou 600 kW on ne perdrait pas autant d’électricité non ?

Tout ceci m'interpelle. Si un seul pays dirigé par un dictateur un peu simplet (si ça existe !) prenait ce type de décision ("mettre le paquet" sur le H2) on rigole... Mais quand ce sont une nation  / continent en plein essor (la Chine), un pays dont l'économie très forte repose sur l'industrie (l' Allemagne) ou à moindre échelle l'Europe  elle même (liste non exhaustive), personne ne me fera croire qu'ils ne le font que pour déplaire aux fanatiques du VE... Pour moi ce choix technologique doit être suffisamment crédible pour que tant de gens s'y collent (avec les constructeurs traditionnels : Toyota, Hyundai, Honda, et plus récemment Renault et d'autres)

Le problème de l’hydrogène c’est qu’il n’existe pas tel quel dans la nature (j’entends à l’état pur). Il faut donc le fabriquer (le séparer des autres éléments). Et dans la majorité des cas, il est fabriqué avec de l’énergie fossile. Donc intérêt environnemental limité. Faudrait faire la balance en fait.
Vous allez me dire que l’électricité aussi est souvent produite à partir d’énergie fossile. Mais en France c’est plutôt via le nucléaire. Donc beaucoup moins de pollution CO2.

Le premier problème qui se pose est que, comme pour la mobilité électrique sur batterie, la mobilité hydrogène est tributaire de la manière dont on a produit la ressource, plus exactement dont on l’a extraite de l’environnement. Comme pour l’électricité l’hydrogène n’est pas directement accessible de manière naturelle, aussi faut-il l’extraire pour pouvoir rendre cette énergie utile à l’homme. Aussi la question est comment, pas quel(s) moyen(s), et avec quel bilan carbone ?

L’extraction de l’hydrogène peut se faire par de multiples procédés, qui sont généralement gourmands en ressources et en énergies, notamment fossiles, et donc en émissions de gaz à effet de serre. Et même très généralement car 90% de l’H2 produit dans le monde chaque année l’est à partir du procédé dit de vaporeformage, très émetteur de GES (CO2/NOx).

Second problème, le coût ! Le rendement du cycle H2 de sa production à la roue est 2 à 3X inférieur à celui de l'alimentation par batterie. L'impact sur le coût est immédiat et corrélatif : l'H2 est 2 à 3X plus cher.

https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/le-duel-batteries-hydrogene-pour-la-motorisation-decarbonee-du-transport-routier

Il n'y a pas de problèmes, il n'y a que des solutions.

Comme toute technologie, si on attend qu'elle soit parfaite dès le début, elle ne sortira jamais.
La voiture électrique à batterie en est un bon exemple.

Ceux qui investissent dans l'hydrogène font un pari, sûrement qu'ils ont pesé le pour, le contre et comptent sur les chercheurs pour passer des caps techniques.
Allez savoir, peut-être que des batteries passant un seuil technologique rendront l'hydrogène obsolète avant même son industrialisation dans le monde des transports. Ou pas.

Je pense qu'il serait dommage de ne pas explorer ce domaine, de lui donner sa chance de tenter d'évoluer. Et puis Air Liquide aurait peut-être une carte à jouer.

LaurentB a écrit:Comme toute technologie, si on attend qu'elle soit parfaite dès le début, elle ne sortira jamais.
La voiture électrique à batterie en est un bon exemple.

Ceux qui investissent dans l'hydrogène font un pari, sûrement qu'ils ont pesé le pour, le contre et comptent sur les chercheurs pour passer des caps techniques.
Allez savoir, peut-être que des batteries passant un seuil technologique rendront l'hydrogène obsolète avant même son industrialisation dans le monde des transports. Ou pas.

Je pense qu'il serait dommage de ne pas explorer ce domaine, de lui donner sa chance de tenter d'évoluer. Et puis Air Liquide aurait peut-être une carte à jouer.

Le problème est que dans certains discours, on compare une technologie qui fonctionne, celle des batteries, avec une technologie en devenir : l'hydrogène. Et on les met en opposition en prétendant que la seconde va répondre à toutes les problématiques... ce qui est faux, du moins tant qu'elle ne sera pas technologiquement au point. Et là, on parle d'un délai de 10 à 20 ans. Il ne faut pas cesser la R&D sur l'hydrogène, mais il faut accepter que demain on ne verra pas des milliers de véhicules à hydrogène dans nos rues. Sauf si on dépense des sommes folles en subventions pour imposer cette présence au détriment d'une autre technologie.

En fait, l'Allemagne cherche une solution à des choix énergétiques malheureux qui font qu'elle a trop d'électricité à certaines périodes et que cela ruine le bilan économique des entreprises du secteur de l'électricité. Pour supprimer ces excédents, il y a 3 solutions.
On impose d'électrifier massivement certains secteurs avec des systèmes batteries-moteurs électriques.
On investit massivement dans des solutions de stockage.
On fait disparaitre une partie de cette électricité en la transformant en autre chose.
Il existe des procédé qui à partir d'hydrogène "vert" permettent de créer du diesel "vert". On atteint des rendements "mirobolants" qui peinent à dépasser les 10 % d'énergie restituée. Cette électricité "gratuite", car fortement subventionnée permet de donner l'illusion qu'on intervient pour la planète en permettant à un maximum de gens de ne changer leurs comportements qu'à la marge.

Bien entendu, il existe la solution simple qui consiste à œuvrer pour que les tracteurs agricoles, les machines agricoles, les engins de chantiers, ... soient électrifiés avec des moteurs électriques alimentés par des batteries plutôt qu'ils restent avec des moteurs thermiques alimentés par du diesel "vert"... À entendre le discours de certains politiques, je me demande s'ils ne trouvent pas que cette solution pragmatique ne serait pas assez chère....

Pour moi une voiture à hydrogéne est une voiture électrique.
C'est le moteur qui définit le type de véhicule (en bonus on ne passe plus par la grosse machine à pistons avec rendement  de Carnot).
Je pense que les petits véhicules urbains ou moyenne autonomie resteront encore longtemps avec batteries.
Par contre l'hydrogéne pourait étre une solution pour les gros véhicules (camions, cars, avions  etc...)
Pour cette raison, dire que l'hydrogéne va tuer l'électrique est un non sens (à mon humble avis)

Effectivement, pour ce qui concerne de gros mobiles, l'H2 peut-être envisagé si et seulement si il vient en remplacement de solutions fortement carbonnées. Exemple du train, où l'électrification est coûteuse et non indiquée sur des lignes à faible trafic :

https://www.sncf.com/fr/engagements/enjeux-rse/sncf-accelere-train-a-hydrogene

Et encore cela nécessite de faire en amont le bilan carbone de toutes ces solutions, pour déterminer laquelle est la plus avantageuse. De ce point de vue, lire et relire que des énergies seraient tantôt "vertes" ou contribueraient en l'occurence au "verdissement du ferroviaire" suscite au mieux de la circonspection, au pire de la consternation.

Crolles38 a écrit:Pour moi une voiture à hydrogéne est une voiture électrique.

L'hydrogène peut aussi être brûlé dans un moteur de voiture thermique avec un minimum de modifications et avec un excellent rendement au passage (au mieux 45/50%)
C'est AMHA la raison pour laquelle tant de personnes poussent pour l'hydrogène : Cela permet de ne pas changer la conception de nos voitures et surtout de nos moteurs. A l'heure des débats sur la souveraineté nationale, le secteur de l'énergie et de la mobilité étant tout 2 stratégiques, on peut comprendre que cela titille sévèrement nos dirigeants Européens et notamment Allemands ainsi que les pays producteurs de gaz dans la mer du Nord)

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89conomie_hydrog%C3%A8ne a écrit:La Commission européenne présente le 8 juillet 2020 son projet hydrogène à l'horizon 2050, avec l'objectif de porter l'hydrogène à 12 ou 14 % du mix énergétique ; la capacité de production devrait atteindre 6 GW en 2024, puis 40 GW en 2030. La Commission estime les besoins d'investissements entre 180 et 470 milliards d'euros d'ici à 2050. Thierry Breton, commissaire européen en charge du Marché intérieur, annonce la création d'une « alliance de l'hydrogène » regroupant industriels, États-membres et représentants de la société civile pour « réindustrialiser l'Europe tout en respectant l'impératif climatique ». La Commission a finalement proposé, au terme de rudes débats internes, de n'exclure aucun mécanisme de production d'hydrogène dans un premier temps : le nucléaire sera maintenu parmi les candidats potentiels, ainsi que les énergies fossiles avec technologies de capture du carbone.

En plus, on peut dissoudre l'hydrogène dans nos hydrocarbures pour augmenter le rendement et réduire les pollutions. Bref, on peut se faire une transition en douceur sans changer nos systèmes d'appro (pompe à essence) ni modification de nos voitures thermiques.

Pour prendre une image, si la voiture électrique était un athlète, ce serait Karl Lewis : Le champion qui a tout gagné mais qui commence à se faire rattraper sévèrement


La voiture électrique apporte une techno de rupture et des perfs comparables tout en ayant des besoins énergétiques plus faibles :


Les plus technophiles n'hésitent pas, si pour avoir plus de performances et un meilleur rendement, il faut se couper les jambes, soit!

Mais le manager de la voiture électrique ne l'entend pas de cette oreille et est prêt à d'autres solutions :


Dans la seringue de l'hydrogène
On garde ses jambes, on ne change pas complètement notre organisation et on ne devient pas dépendant du marchand de prothèses.

Expliqué avec humour, tout public, j'aime .

Ca a un assez bon rendement, le joint, si Elon veut nous trouver des batteries miracles qui ne nous feront même plus penser à d'autres alternatives ?

Pixel > M. Carnot doit bouger dans sa boîte.

Nan, pas toi... Si toi aussi tu t'y mets à critiquer sans argumenter, "C'est la porte ouverte à toutes les fenêtres"

Le rendement de Carnot est limité par le ratio entre la t° de la source froide et la t°source chaude. Le gros avantage de l'hydrogène à 700 bars, c'est que cela constitue une super source froide lorsque l'on le ramène à pression ambiante pour l'injecter dans le moteur.

Je ne peux pas dire beaucoup sur le sujet de l'H2 dans les moteurs thermiques mais un peu de biblio sur le sujet :

http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/eedd/climat/pedagogie/APS/hydrogene.pdf/at_download/file a écrit:
Essais de combustion directe
L’hydrogène comme l’essence ayant des propriétés explosives, il nous est paru
comme envisageable le fait de l’utiliser comme l’essence en combustion directe dans
un moteur à explosion. Cependant , même si un moteur utilise de l’hydrogène, il est
toujours soumis au cycle de Carnot qui limite son rendement a 70%, et même si la
combustion de l’hydrogène est beaucoup plus « propre » que celle d’une essence
ordinaire, le moteur rejettera toujours un peu de monoxyde d’azote.

https://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/Fiche%209.1.3%20-%20BMW%20rev%20avril%202019%20ThA.pdf a écrit:En mars 2009, BMW annonce que dans le cadre du projet européen HyICE, une collaboration avec
des chercheurs des universités de Graz et de Vienne en Autriche, a abouti au développement d’un
nouveau moteur à hydrogène. Il s’agissait d’un moteur diésel, à injection directe d’hydrogène à haute
pression (jusqu’à 300 bars), baptisé H2BV Plus, dont le rendement atteignait 42%, équivalent aux
meilleurs turbo diésel

.

Les chiffres de 45% ont été observé sur un travail de thèse actuellement en cours (donc non encore publiée)

Antoine

(Pixel m'a devancé mais j'ai eu la flemme de refondre le message que j'étais en train d'écrire)

Interessant l'idée de la source froide, mais est-ce que le gain de rendement n'est pas noyé par l'énergie qu'il a fallu pour amener l'hydrogène dans l'état physique adéquat ? je ne parle pas de la production, mais de la compression ou du refroidissement.

Sinon un moteur diesel classique peut atteindre les 45%, si c'est un moteur de camion lancé à vitesse optimale .

Mais même en poussant le concept thermique à fond avec beaucoup de R&D et  d'énergie grise pour produire tous ces nouveaux systèmes avec redéploiements et progrès successifs (soigneusement dosés et ralentis par le marketing pour ne pas épuiser tous ses arguments commerciaux d'un coup), je ne les vois guère qu'arriver  à  toute extrêmité à s'approcher de la limite basse que le plus mauvais moteur electrique travaillant dans les plus mauvaises conditions survole déjà.

Je pense à des chiffres vers 60% comme pour les centrales thermiques à cycles combinés, valeur qui était aussi évoquée pour des moteurs à pistons libres qui n'étaient utilisables que pour produire...De l'électricité.

Bien sûr il y a le rendement de production de l'électricité, mais reste que cette dernière peut être obtenue à partir de sources ne rejettant pas de CO2 , de CO ,d'oxyde d'azotes, de composés sulfurés,etc, et utilisée par des moteurs ne consommant pas d'huile, de filtres divers, bougies, courroies, etc.

Et puis, a-t-on vraiment le temps pour une transition en douceur ?

Il y a un tableau qui est passé plusieurs fois sur le forum qui montre l'énergie en bout de chaine (aux roues), en partant d'une quantité donnée d'énergie au départ, mettons sous forme electrique, si on admet que l'hydrogène est produit par une méthode propre telle que l'electrolyse. En comparant les filères batterie /pile à combustible/ moteur thermique, ce dernier cas apparait sans surprise comme le pire.

Exact Pixel, Bon Antoine, ton sportif c'est après diabète et surpoids : du H2 dans une thermique n'échappe ni à l'électrolyse, ni à la compression, ni à Carnot.
Ce sera moins bon que du diesel et sûrement pas 45% sur la chaîne.

Les chiffres que tu cites sont éventuellement uniquement au niveau combustion seule, moteur neuf, charge maxi, RMP idéal etc.  
Sur la chaine complète : électrolyse/compression/ carburation en cycle réel tu seras à quoi, 75% de pertes ? plus ?
Et ça a pour l'instant été abandonné de tous les constructeurs.

Bon, la loghorrée qui va suivre me semble importante.  je constate énormément sur ce fil d'incantations et de méconnaissance, avec la logique "les chercheurs vont améliorer" , Antoine, Laurent et même Léonard (!) quoi Léonard, le JMJ de la bande ? (!)

Je tiens à rappeler des faits "de base"  :
- le lithium-ion a toujours eu un rendement interne de 99% , on a un peu tendance à l'oublier.

- la pile à combustible a une limite physique théorique de 55% à puissance nominale, 60% à mi-puissance. C'est la limite énergétique au niveau moléculaire*.
Donc non, sauf nouvelle physique ou changement des lois de la nature ça va pas s'améliorer, on est au taquet, et la PAC ça existe depuis le tout début du XXème siècle (la théorie c'est 19ème siècle et les premiers protos juste après la guerre).
les recherches actuelles ne concernent pas le rendement, mais le remplacement du platine.

- un gaz comprimé EST une énergie, à moins d'exploiter l'énergie du désespoir il ne sera pas possible, jamais, d'obtenir du H2 à 700 bars ( - juste plus de  3 fois une bouteille de plongée ou 280 fois un pneu - ) .
 
Les amis je vous le dit : si quelqu'un parvient à compresser un gaz à 700 bars sans dépense énergétique LE MONDE EST SAUVE, inutile d'ailleurs de passer à l'électrique ou au H2, oubliez les éoliennes et le nucléaire car ce type aura littéralement inventé le mouvement perpétuel.  

Tout ça pour dire que dans un monde contraint en énergie, je trouve déjà, au départ, dingue de se concentrer, d'investir même 10 balles dans une techno qui jamais n'atteindra par principe les technos dont on dispose déjà. Déjà rien que là, y'a un loup.  

MAIS Y'A BIEN PIRE !
jeuméxplique :

- nous consommons énormément d'Hydrogène, et ça, ça n'est pas su (même de moi c'est dire, du moins je n'avais pas l'ordre de grandeur)
- cet hydrogène totalement fait au fossile génère 10 kg de co2 par kg d'H2
- il faudrait d'abord décarboner cet hydrogène là, avant de penser à se rajouter une "dette hydrogène" pour les transports

ok mais...

- CE N'EST PAS POSSIBLE : il faudrait, pour décarboner l'H2 européen, 3 600 TWH !
- c'est presque l'équivalent de toute la production européenne d'électricité, c'est 13% de la production électrique PLANETAIRE
- l'objectif (irréalisable) de l'Europe est d'ailleurs de décarboner 10% de son H2
- il est donc fou de priver la conso de la seule faible source d'H2 "vert" qu'on serait amené à produire pour la détourner vers un objectif pour laquelle elle est aussi inutile que particulièrement inefficace.  Jetons 110 % de tout H2 vert POSSIBLE dans la demande de H2 ACTUEL charbon, car de toute façon jamais nous n'atteindrons ne serais-ce qu'une fraction des besoins.

Comment a t on pu croire qu'il faudrait augmenter encore les besoins en H2 au lieu de les diminuer, vu sa pollution actuelle, et surtout... pourquoi ? cramer ce H2 dans une caisse au lieu de directement remplacer du H2-charbon "utile" n'apporte qu'une augmentation de co2, pas une baisse, vu que la caisse quoiqu'il arrive "gâche" 50% de la conversion en chaleur.

Croyez vous que LINDE et L'AIR LIQUIDE ignorent qu'ils produisent au charbon et au gaz, stockent et revendent l'équivalent de mille fois la production ENR de tout un continent   ? quand ils vous vendent qu'ils vont produire et réserver une fraction de ce même gaz pour des caisses, ou des camions ? gaspillant en plus en amont 4 fois l'énergie qu'il aurait fallu pour son équivalent électrique ?

La réalité c'est que la prod actuelle d'H2 est gigantesque, que sa pollution CO2 est gigantesque, objectivement scandaleuse et qu'on est littéralement en train de verdir SANS AUCUNE VERIFE DE PERSONNE cette horreur, et que vous y participez.

La forêt d'éolienne cache la montagne d'hydrogène charbon. 1 à 2 % d'H2 vert ostensiblement versé dans trois bus et demie vont faire croire que par "décarbonation du transport", l'industrie la plus polluante d'europe est devenue verte. on aura juste participé à un gâchis énergétique total et masqué opportunément un emmeteur en kilotonnes de co2



* sauf en cogénération si on récupère de l'effet joule

Bien sur qu'on peut faire tourner un moteur à pistons avec de l'hydrogéne, avec n'importe quoi, méme l'huile de friture, pourvu que ça brule mélangé à l'air + étincelle ou compression.
Mais j'ai du mal à imaginer l'hydrogéne dans un moteur à piston, avec des centaines de piéces mobiles etc.. alors qu'un moteur électrique est plus simple et a un bien meilleur rendement (on va pas refaire un comparatif, y a pas photo).
A moins que la pile à combustible ait un rendement catastrophique ? ou d'autres inconvénients rédhibitoires comme le prix, le poids, l'encombrement...
Tout en gardant l'idée que l'hydrogéne serait, en tout cas dans un premier temps, plutot réservé aux gros véhicules