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

COAXIAL a écrit:

Ça  fait bien 3.

C'est bien vrai... En fait, pour compléter, ce que dit Jancovici sur le futur de notre société ne m'emballe pas. OK, vu mon âge, je sais que je louperai le pire. Mais, je m'en fais pour ma fille, ses cousins et cousines et leurs enfants. J'aurais aimé qu'ils puissent vivre dans un avenir radieux. Je le ressens comme une défaite personnelle car, quelque part, nos générations, celles qui ont fait mai 68 et la décennie d'après, nous avions le rêve de changer le monde. C'est cela le rêve hippie, c'est cela le rêve de la jeunesse des années 60 à 70. Et quand je vois le résultat, je suis profondément déçu. Là où on devait mettre la rationalité au pouvoir, nous avons introduit un monde fait de croyances dans des pseudo-sciences. Le mouvement antinucléaire est né de cette jeunesse. Et pour prospérer il a fait des choix, comme celui de ne pas combattre l'automobile et de se concentrer contre le nucléaire en dépit de tous les signaux qui montrent que c'était le pire choix possible. Et pour justifier ses choix, il n'a pas hésité à manipuler la réalité. Malgré qu'il l'a fait de manière grossière, cela a fonctionné.

Si on revient au problème de l'hydrogène, on voit que rationnellement, ce n'est pas un choix pertinent. On a multiplié les références qui montrent l'erreur de persister dans cette voie, à court terme pour certaines applications, mais à long terme pour d'autres. Et pourtant, on voit que la société suit l'étendard vert de ceux qui disent que c'est le seul choix éthique...

@ passant :

Tu aurais un lien pour le rendement théorique à 55% de la pile à combustible? j'avais en tête un chiffre de 70% mais je ne sais d'où il me vient.

70%, c'est à 0V. il n'est pas interdit de dire qu'une PAC a un rendement de70% ... à l’arrêt (conversion sans production d'électricité) .
On peut d'imaginer des PAC gigantesques pour les faire travailler à quelques millivolts, mais peut être qu'on perdrait du joule par résistance du coup.

En tout cas, une PAC "à puissance nominale" c'est électricité +chaleur, et c'est l'AFHYPAC lui même (le lobbie de l'hydrogène en france) qui reconnait que le rendement "nominal" c'est même pas 60%, mais 55, et qu'au point de puissance max c'est même 40% (moins qu'un très bon diesel).

voilà la source, tu ne peux pas faire plus officiel du coup :

http://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/Fiche%205.2.1%20-%20Les%20PAC%20-%20rev%20f%C3%A9vrier%202018%20ThA.pdf

Peut-être que certains font aussi le pari de nouvelles sources en devenir...

Sauf qu'il faut déjà remplacer les 60 MEGATONNES d'hydrogène-charbon actuel avant de rajouter un soi disant hydrogène "bio" dans l'addition.

Si on trouvait une telle source (ce qui serait formidable), et que pour une obscure raison on ne souhaiterait pas remplacer l'hydrogène noir actuel, mais en faire de l'hydrogène-énergie, autant le cramer en cogénération à pression zéro (jusqu'à 80% de rendement de chaine) et surtout pas en automobile ou en flingue les 3/4 ?

Léonard a écrit: ET, ce n'est pas une attaque contre toi

Ah bon j'ai eu peur !
En fait je me fous totalement de ce que les gens pensent de moi et de mes opinions (tout comme de la manie de déformer l'esprit de mes écrits en manipulant mes citations). Ce qui m'intéresse est que celles ci soient de plus en plus partagées, afin de préparer un avenir plus rose et conforme à nos valeurs soixante huitardes à nos enfants : or c'est le cas !

R2D2 a écrit:Ah bon j'ai eu peur !
En fait je me fous totalement de ce que les gens pensent de moi et de mes opinions (tout comme de la manie de déformer l'esprit de mes écrits en manipulant mes citations). Ce qui m'intéresse est que celles ci soient de plus en plus partagées, afin de préparer un avenir plus rose et conforme à nos valeurs soixante huitardes à nos enfants : or c'est le cas !

TU pense que les valeurs "soixante-huitardes", c'est de quitter le dogme de l'époque pour le remplacer par un autre ? Moi, je croyais que c'était un avenir sans dogmes et basé sur la raison. J'ignorais m'être trompé à ce point.

philouze33 a écrit:@ passant :

voilà la source, tu ne peux pas faire plus officiel du coup :

http://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/Fiche%205.2.1%20-%20Les%20PAC%20-%20rev%20f%C3%A9vrier%202018%20ThA.pdf

Merci pour le lien détaillé.

je note qu'il existe des piles sans platine, bien qu'encore guère déployées et fonctionnant plutôt à température élevée.
Mais bon ok, va pour 55% de rendement électrique pile, avec encore derrière les pertes onduleur + moteur, et plus encore si on interpose une petite batterie pour les pointes de puissance. Peut être que les supercondensateurs feraient un peu mieux comme tampon.

Il faudrait également connaître le Co2 par Kwe émis à la fabrication.

Par contre, quand tu parles d'un rendement de 99% pour les batteries je pense qu'il s'agit du rendement coulombique. La valeur d'interêt pratique serait plutôt le "roundtrip efficiency" qui donne l'énergie qui ressort après un aller-retour charge/décharge. D'après les chiffres que j'avais vu ça plafonne à 92% en Li-ion ce qui est déjà très bien.

D'autre part si je devais me placer dans la peau d'un contradicteur, je dirais "que les industries grosses consommatrices d'hydrogène se débrouillent avec leur CO2, ce n'est pas le problème du secteur automobile, qui a le droit de faire ce qu'il veut de la part d'énergie dont il dispose, en particulier de l'utiliser pour faire de l'H2 par electrolyse pour couvrir ses besoins uniquement". On définit ainsi une filère indépendante qui est à peu près propre sur elle, le problème des autres restant entier bien que, si une partie de l'hydrogène y est prise par les raffineries, le déploiement de véhicules à hydrogène réduise le besoin.

C'est ce schéma que j'avais en tête, mais en fait il ne considère pas une utilisation directe de l'hydrogène en thermique, plutôt une synthèse de carburant à partir de l'énergie de départ:

https://insideevs.com/news/332584/efficiency-compared-battery-electric-73-hydrogen-22-ice-13/

Si on prend les chiffres tels quels, l'énergie utilisée pour faire rouler un véhicule à PAC permet de faire rouler trois VE à batterie, et celle prise par une thermique roulant à l'hydrogène permet de faire rouler 5 VE à batterie (en arrondissant par défaut).

Ou en cherchant un multiple qui tombe à peu près juste,  l'énergie utilisée pour 5 thermiques ferait rouler 28 VE à batterie.

tf1 y croit mais pas daimler...
https://www.challenges.fr/automobile/actu-auto/pile-a-combustible-pourquoi-mercedes-renonce-a-la-voiture-a-hydrogene_706920

General motors a annoncé discrètement hier arrêter également le développement de voitures à H2 (après avoir siphonné plusieurs milliards de $ de subventions publiques)

En fait, les 60 Mt d'hydrogène représentent la production annuelle mondiale d'hydrogène.

Effectivement, si on considère une production électrolytique à 50 kWh/kg (https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolysis_of_water#Efficiency), ça nous donne quelque chose dans les 3 000 TWh. mais c'est à comparer à la production d'électricité mondiale de 26 600 TWh (2018) dont cela représente de l'ordre de 9 %.

Et puis il y a toujours une percée possible des procédés thermiques ou thermochimiques. Si on arrive à sauter l'étape de la conversion chaleur->électricité, avec un rendement de l'ordre de 30 % en centrale, on a trois fois plus d'énergie disponible pour réaliser l'opération, à ressource primaire égale.

Du coup, cet argument-là ne me semble pas amener un obstacle infranchissable, pour trancher de façon définitive.

@Leonard

"D'autre part si je devais me placer dans la peau d'un contradicteur, je dirais "que les industries grosses consommatrices d'hydrogène se débrouillent avec leur CO2, ce n'est pas le problème du secteur automobile, qui a le droit de faire ce qu'il veut de la part d'énergie dont il dispose, en particulier de l'utiliser pour faire de l'H2 par electrolyse pour couvrir ses besoins uniquement""  

OK mais qui nous garanti le cloisonnement du marché alors que l'H2 industriel sera toujours le moins cher, or on sait déjà que la fourniture verte n'est pas suffisante, de très loin, pour alimenter ne serais-ce qu'une fraction du parc auto ou camion européen, donc en gros on l'impose ce décloisonnement des filières.
ça se mord la queue par les deux bouts.  

Par contre, quand tu parles d'un rendement de 99% pour les batteries je pense qu'il s'agit du rendement coulombique.

oui

 La valeur d’intérêt pratique serait plutôt le "roundtrip efficiency" qui donne l'énergie qui ressort après un aller-retour charge/décharge. D'après les chiffres que j'avais vu ça plafonne à 92% en Li-ion ce qui est déjà très bien.

merci pour l'info sur cette notion. du coups j'ai cherché le maximum théorique, je trouve jusqu'à 95% :
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/round-trip-efficiency
(simplement parce que je l'oppose à l'espoir maximum sur la PAC, j'imagine bien qu'en situation on atteindra pas ça)

Mais bon ok, va pour 55% de rendement électrique pile, avec encore derrière les pertes onduleur + moteur, et plus encore si on interpose une petite batterie pour les pointes de puissance.

Petite batterie : Savais tu que la star du moment, la NExo, avait une batterie de ... 24 kWh ? plus de tampon qu'une Zoé première édition...  

tu peux ajouter au bilan gris du véhicule, 50% à 60% d'un VE + le bilan platine et Nafion de la pile à combustible + le bilan du circuit HP et des réservoirs.
C'est probablement désastreux, et d'ailleurs non communiqué.

En fait, les 60 Mt d'hydrogène représentent la production annuelle mondiale d'hydrogène.

Oui grosse bourde, j'ai été induit en erreur par une source* comparant nos besoins européens avec la production mondiale, ça m'apprendra à vérifier mes sources  .

Ces 60 Mt mondiaux représentent bien dans les 3000 TWh, soit 400 TWh pour les 8 gigatonnes de la production européenne, le type de ma source a effectivement fourché. (et moi avec du coups).

Mais malgré cette grosse erreur de base, si le but c'est bien de livrer de l'hydrogène décarbonné, la seule source qui nous intéresse est le jus décarboné.  
pour décarbonner le H2 européen (400 TWh), il faudrait consommer 20% de toute l'énergie décarbonée de l'europe.
C'est certes moins impressionnant mais tout aussi impossible, vu qu'on en manque.

A l'échelle du monde, le H2 mondial consommerait 33% du jus "vert" du monde à lui seul.


https://www.youtube.com/watch?v=aHg4guhdnx4&t=466s

philouze33 a écrit:@Leonard

Je ne pense pas que ce soit à moi que tu réponds

Il n'y aura pas de voiture individuelle à hydrogène même Daimler a laissé tomber.
Nous savons tous que c'est une hérésie complète.
Et notre ministre de l'économie l'évoquant sur France Inter à juste parler des flottes industrielles, de chantiers, camions et transports publics, nullement les voitures ...

https://www.challenges.fr/automobile/actu-auto/pile-a-combustible-pourquoi-mercedes-renonce-a-la-voiture-a-hydrogene_706920?utm_medium=Social&utm_source=Facebook&fbclid=IwAR2MvpPGumPwgpC5uTUORotUtv-PcwJPLkqriM2qoCh9CQ8nMqPrAU4ja_g#Echobox=1595262418

Ah oui, effectivement le pourcentage significatif doit être pris sur les sources décarbonées, c'est vrai que ça n'a pas tellement de sens dans le cas contraire.

Le lien sur la vidéo est intéressant le gars présente bien  son sujet (sauf peut-être quand il parle d'atomes de Co2).

Néanmoins il insiste sur le fait  que ça implique de grande quantités d'électricité décarbonée, moi je m'interroge quand même sur la voie thermique directe. Ca impliquerait peut être des centrales dédiées à cela, qui ne pourraient pas produire d'électricité. Si ensuite cet hydrogène est utilisé pour le chauffage, le rendement global ne serait peut être pas si mauvais, et ça libèrerait la part d'électricité consommée pour cet usage. Mais c'est vrai qu'il reste le problème du stockage, ou alors on ne stocke pas, on fait partir de la centrale des réseaux de gaz utilisés en direct, mais du coup pas d'inter-saisonnier possible.

Pour une reconversion éventuelle en électricité on pourrait envisager une centrale à cycle combiné, le rendement pourrait atteindre les 60% sans limitation de puissance, peut être même un peu plus si l'hydrogène produit des températures plus élevées que les carburants habituels (mais encore faut-il que la turbine tienne le coup).

Cet article mentionne de nombreuses manière de casser la molécule d'eau:

https://en.wikipedia.org/wiki/Water_splitting#cite_note-11

L'approche thermique brute ne casse que 50% des molécules à 3000°C et on atteint les limites d'existence des matériaux solides, mais il y a une grande variétés d'approches mixtes toujours sans électricité.

Une curiosité : ils parlent d'une forme de vie alimentée par la radioactivité (avec l'hydrogène comme intermédiaire). Bien sûr on marche tous au nucléaire via la fusion solaire, mais ceci est original.

En fait je ne suis pas sûr de la façon d'interpréter le fait que 50% des molécules sont dissociées à 3000 °C. Supposons que j'extraie ces 50%, que va faire le reste ? Je suppose qu'il va chercher à retrouver l'équilibre thermodynamique en redissociant la moitié du reliquat, en prenant sur l'énergie thermique, il faudra donc fournir à nouveau de la chaleur pour maintenir les 3000 °C.

Mais alors en continuant à retirer ce qui est dissocié  au fur et à mesure je devrais finalement converger vers une conversion de la totalité. Et en fait cela devrait marcher aussi si je n'ai que 25% des molécules dissociées, donc à plus basse température.

Et ça ne donne pas vraiment idée du rendement énergétique de l'opération ou de la masse de H2 obtenue pour un apport de chaleur donné. je suppose qu'en pratique il y aurait un échangeur pour que les gazs extraits communiquent leur chaleur à la vapeur entrante, de manière à ce qu'il n'y ait plus essentiellement à fournir que l'énergie de dissociation.

Pour l'efficacité théorique de la thermolyse, ça reste basé sur Carnot, on parle ici de 60% à 1000°C à viser en pratique, pour 80% théorique:

https://core.ac.uk/download/pdf/71325300.pdf

scarred a écrit:Il n'y aura pas de voiture individuelle à hydrogène même Daimler a laissé tomber.
Nous savons tous que c'est une hérésie complète.

Les hybrides, ni performante en électrique, ni en thermique, c'est aussi a mon gout un hérésie, ça n'a pas empêché les constructeurs d'en proposer un bon paquet...

TourFL a écrit:Les hybrides, ni performante en électrique, ni en thermique, c'est aussi a mon gout un hérésie, ça n'a pas empêché les constructeurs d'en proposer un bon paquet...

A mon avis, une électrique-hybride pourrait être intéressante, et je m'explique. Le problème des hybrides actuelles est que le moteur qui entraine les roues est celui qui a le rendement le plus faible. Le rendement réel d'un moteur thermique sur une voiture est entre 20 et 10%. 20% sur une voiture utilisée au mieux de ses capacités. Donc, un véhicule au long cours qui roule longtemps sur une autoroute, ou une "citadine" qui roule à vitesse stabilisée sur une nationale. Et 10%, voire moins, pour tous ceux mal utilisés. Donc, par exemple le gros SUV utilisé en ville pour amener les enfants à l'école puis aller faire du shopping.

Un moteur diesel "sur banc", bien réglé à un rendement de 35-36%. On voit qu'il y a une marge de progression. Bref, si un constructeur astucieux voulait diviser par 3 la consommation réelle de ses véhicules typés "au long cours", la solution serait simple. Un "petit" diesel sur banc, qui alimente une batterie tampon qui alimente le moteur électrique principal. Le rendement devrai être d'environ 28%, car il faut tenir compte du rendement de la chaine batterie-moteur électrique. Alors, pourquoi "petit" diesel ? Simplement que vu le rendement, on n'a pas besoin d'un gros diesel, on pourrait se contenter d'un moteur qui serait environ 2,5 fois moins puissant. Donc, plus léger. De même, la batterie tampon n'a pas besoin d'être d'une grande capacité, elle doit juste compenser les rares moments où le moteur électrique doit fonctionner à pleine puissance. L'équivalent de 5 à 10 km d'autonomie. Bon, apparemment personne n'a eu cette idée ou n'a cherché à la mettre en application. Elle serait d'ailleurs bien utile pour tous les véhicules professionnels qui roulent au long cours.

c'est la nissan note e-power. Un flop
https://www.automobile-propre.com/e-power-on-a-teste-la-voiture-hybride-pour-tous-de-nissan/
Une prius 4 avec un moteur thermique essence à cycle aktinson avec un rendement de 40% a de meilleurs résultats (conso max de 4l/100, 5 vraies places, grand coffre, assez puissante)

également les chevrolet volt et mitsubishi outlander ont une architecture proche de ton idée. Le mitsubishi qui a une aerodynamique d'armoire à glace rencontre un succès commercial

@passant

Pour l'efficacité théorique de la thermolyse, ça reste basé sur Carnot, on parle ici de 60% à 1000°C à viser en pratique, pour 80% théorique:

Alors c'est mort : 1*0.6*0.55 de pac : 67% de pertes !


sauf éventuel surplus nucléaire dédié (que jamais l'europe n'acceptera, et la population française commence à se cabrer contre le nuke sous le soft-power du reste du monde)

Pas besoin du soft power de qui que ce soit : ça s'appelle l'intelligence collective (à opposer à quelques supers experts sponsorisés par EDF) !

Léonard a écrit:nos générations, celles qui ont fait mai 68 et la décennie d'après, nous avions le rêve de changer le monde. C'est cela le rêve hippie, c'est cela le rêve de la jeunesse des années 60 à 70. Et quand je vois le résultat, je suis profondément déçu.

Ah, "changer le monde" ! Pourquoi pas aussi l'avènement de "l'Homme Nouveau" ?! Certains s'y sont essayés au siècle passé, cela a fini systématiquement en boucheries sans nom. J'ai toujours été sidéré par la prétention folle de certains à révolutionner le monde, sans qu'ils n'aient jamais démontré d'ailleurs, préalablement, le bénéfice qu'il y aurait à le faire...

"L'ambition dont a on n'a pas les talents est un crime" disait Chateaubriand. En l'occurence : un crime contre les générations futures, qui auront quelques raisons de maudire les générations - tout particulièrement celle de 68 - qui les auront précédées.

philouze33 a écrit:@passant


Alors c'est mort : 1*0.6*0.55 de pac : 67% de pertes !

Attention, n'oublie pas que là c'est à partir d'une source d'énergie primaire thermique , contrairement aux comparaisons précédentes qui partent de l'énergie électrique

Dans le cas d'un BEV à partir de cette même source primaire, tu aurais un rendement 0,3 (centrale) x 0,93 (transport) x 0,95 (chargeur) x 0,95 (charge/décharge batterie) = 0,25% soient 75% de pertes.

Bon il faudrait compter aussi la compression/transport/distribution coté hydrogène. D'un autre côté, si tu montes à 3 000 °C tu as un meilleur rendement de départ.

@leonard : donc pour du co2, à opposer à du jus 100% charbon ou 100% pétrole/gaz ?
à part la pologne il n'existe plus de bouquet énergétique au 100% thermique

@R2D2 "Pas besoin du soft power de qui que ce soit : ça s'appelle l'intelligence collective (à opposer à quelques supers experts sponsorisés par EDF) ! "
pas vraiment, ça s'appelle la peur des foules, manipulée par les vendeurs de peur dont les supers experts de greenpeace. QUand à l'intelligence collective des foules, on la cherche encore

philouze33 a écrit:@leonard : donc pour du co2, à opposer à du jus 100% charbon ou 100% pétrole/gaz ?
à part la Pologne il n'existe plus de bouquet énergétique au 100% thermique

Dans l'ordre, tout le charbon qu'on peut remplacer par du pétrole, c'est une bonne chose pour la planète. Tout le pétrole qu'on peut remplacer par du gaz, c'est une bonne chose pour la planète. Tout le gaz qu'on peut remplacer par de la biomasse, c'est une bonne chose pour la planète ... et ainsi de suite en tenant compte des émissions de GES, des éventuelles particules fines, et des rejets d'autres polluants. Ce qui fait encore plus de bien à la planète c'est la réduction de la dépense énergétique. Sachant qu'une partie de notre niveau de vie dépend de ce que Jancovici nomme les esclaves énergétiques. Il faut réussir à en réduire le nombre.

Bien entendu, si une telle politique était menée au niveau mondial, ce serait le top...

philouze33 a écrit:@R2D2 "Pas besoin du soft power de qui que ce soit : ça s'appelle l'intelligence collective (à opposer à quelques supers experts sponsorisés par EDF) ! "
pas vraiment, ça s'appelle la peur des foules, manipulée par les vendeurs de peur dont les supers experts de greenpeace. QUand à l'intelligence collective des foules, on la cherche encore

En effet chacun a sa propre lecture, révélatrice d'une tournure d'esprit : en clair nous ne passerons pas nos vacances ensemble !