Toyota Mirai et sa pile à combustible

Quelle valeur ajoutée peut-on accorder à la Toyota Mirai qui coûte le prix d'une TESLA S 85, alors que sa propulsion électrique est fourni par une pile à combustible créée à partir d'énergie fossile ?

Le concept industriel m'échappe, surtout que l'hydrogène n'existe pas à l'état naturel sur Terre !

Ca dépend si on est optimiste ou pessismiste.

Pour les optimistes, dans 2 ou 3 ans on arrivera à produire de l'hydrogène industriel en grande quantité grâce au solaire et on sauvera la planète en ayant à disposition un système qui a leurs yeux ne présente que des avantages.

Pour les pessimistes, on sait faire de l'hydrogène industriel à partir de pétrole, de gaz naturel ou par électrolyse. Le résultat n'est pas encore satisfaisant du point de vue économique ou du point de vue des rejets de GES. Les techniques pour produire de l'hydrogène propre semblent être proches de celles des batteries d'il y a 30 à 20 ans. Sans compter les problèmes de stockage d'un gaz très hautement inflammable et capable de traverser pratiquement tous les contenants.

Partant de là, le concept industriel se décline en 3 possibilités.
Pour les optimistes, on est en train de mettre en place la filière du futur.

Pour les autres, se sont :
- soit des tests servant à récolter des fonds pour développer une future filière devant se mettre en place dans quelques décennies.
- soit des méthodes qui servent à détourner les gens du VE en leur faisant miroiter à court terme une alternative plus proche du modèle actuel en temre d'autonomie et de remplissage d'un réservoir.

Salut Scarred.
Technologie de la pile à combustible morte avant sa naissance.
La technologie électrique plus simple va prendre le dessus lorsque les problèmes d'autonomie et de recharge seront réglés et je suis persuadé que Toyota le sait.
Il fait le forcing pour vendre sa technologie qui lui a coûté cher, mais c'est perdu d'avance.

Je travaille pour un gazier industriel.
Pour l'instant nous fabriquons de l'hydrogène par cracking du méthane pour fournir hydrogène et CO2 dont nous avons besoin également (pour le vendre)
Pour fabriquer l'hydrogène propre, il faut le faire par électrolyse à partir d'une source électrique propre, ou au moins sans carbone.
Le stockage haute pression ne nous pose plus de problèmes depuis longtemps.

Fred, le coût de transformation d'une matière première en hydrogène afin d'obtenir du stockage à l'image du pétrole n'est-il pas rédhibitoire en comparaison d'électricité à injecter directement dans une batterie ?

Je n'ai pas trouvé combien coûterai un plein de 122 litres pour la Mirai ...

scarred a écrit:Je n'ai pas trouvé combien coûterai un plein de 122 litres pour la Mirai ...

Quoi ???? 122 litres ? Si c'est vrai, ça serait une véritable aberration industrielle.

Oui le réservoir fait 122 litres pour atteindre les 500 km, il y a aussi une petite batterie pour récupérer l'énergie à la décélération ou au freinage, Foli-vi si tu nous lis
500 Km
"Mirai signifie futur en Japonais. C'est d'abord une voiture électrique. Elle est propulsée par un moteur de 114 kilowatt, soit l'équivalent de 154 ch, pour un couple de 335 Nm. L'hydrogène, qu'elle stocke dans deux réservoirs à haute pression (700 bars), d'une capacité totale de 122 litres (5 kg de H2), lui sert à fournir l'électricité dont elle a besoin, via une pile à combustible"

GreenUp a écrit:Technologie de la pile à combustible morte avant sa naissance.
La technologie électrique plus simple va prendre le dessus lorsque les problèmes d'autonomie et de recharge seront réglés et je suis persuadé que Toyota le sait.
Il fait le forcing pour vendre sa technologie qui lui a coûté cher, mais c'est perdu d'avance.

Attention car Toyota avait déjà fait un pari risqué avec l'hybride en 1997, et à l'époque tous les autres contructeurs rigolaient et disaient également : "c'est perdu d'avance" !

Là c'est le premier modèle en série, donc forcément il est cher et sûrement avec des défauts... Mais ça pourrait bien être un coup de poker gagnant si le réseau de distribution se développe.

Le souci actuel c'est tout de même comment produire de l'hydrogène pas cher, si quelqu'un trouve l'info combien ça fait un plein

Entre des batteries et un plein d'hydrogène, c'est la technologie et le prix de revient qui tranchera, en 2015 la Mirai coûte le prix d'une Tesla S 85 mais doit se remplir de X euros d'hydrogène pour rouler, on sait que pour 500 km ça coute 6 euros d'électricité en France.

L'avantage de l'hydrogène, c'est qu'il sauve le modèle actuel, aller faire le plein dans des stations et pouvoir donc rentabiliser un réseau de distribution et aussi taxer le produit qui n'est pas substituables.
Je pense que les pétroliers ont intérêt à développer ce système, les consommateurs peut être un peu moins.
En revanche, je ne connait pas vraiment le rendement de l'opération, mais pour stoker l'énergie à grande échelle produite par les énergie renouvelables qui ont une production dépendant de la météo, il y a peut être quelque chose à réfléchir.
Den

Oui il sauve le modèle de transformation/distribution actuel (une copie du pétrole), mais n'est-il pas aberrant d'avoir :

1 - Matière 1ère
2 - Traitement pour transformation en hydrogène
3 - Stockage de masse
4 - Distribution
5 - Pile à combustible pour en fin de chaine produire de l'électricité

Le VE actuel c'est, j'ai déjà l'électricité produite par nos sociétés humaines et je la stocke directement dans le véhicule.

1 - Distribution énergie électrique
2 - Injection directe dans les batteries

La différence (autonomie théorique embarquée) viendra de la capacité à produire des batteries peu chères à partir de matière première pas trop polluante et à améliorer si besoin la charge rapide.

Et l'on voit bien que le VE actuel conviendrait déjà parfaitement pour 90% des véhicules particuliers qui roulent chaque jour (< 100 km).

Nicozopp : on peut noter que l'hybride de toy repose surtout sur des marchés qui refusaient le diesel pour des raisons historiques (le japons et les US), la prius ne faisant toujours pas mieux energetiquement q'un diesel performant. En suite l'image et la polémique sur les particules fines a gait le reste.
entre temps le parc US se dieselise a une vitesse folle.

Je ne suis pas sûr que toy bénéficie de la même conjoncture pour lh2, et ce n'est pas gagné, l'écart de pollution et de conso entre une miraî et un diesel euro6 aux US ne sera pas aussi énorme que celui dune prius1 versus caisse US des années 90

C'est clair que les pétroliers vont tout faire pour nous prouver que c'est CA la solution d'avenir, vu que c'est dans leur intérêt.

Pour les consommateurs, on peut être plus réservé. Tous ceux qui ne veulent pas changer leurs habitudes quotidiennes (passer chez Totaltruc ou Elftruc faire le plein en 5 minutes), vont forcément être attirés par cette technologie.

nicozopp a écrit:Attention car Toyota avait déjà fait un pari risqué avec l'hybride en 1997, et à l'époque tous les autres contructeurs rigolaient et disaient également : "c'est perdu d'avance" !

Bonjour nicozopp.
A l'époque du démarrage de l'hybride, il n'y avait qu'une seule technologie en concurrence, c'est le moteur thermique.
Aujourd'hui ce n'est plus pareil, en concurrence avec la technologie de la pile à combustible, il y en a 2, donc l'électrique beaucoup plus simple et qui va commencer à bien s'implanter.

La technologie hybride qui n'avait pas de concurrence, a mis beaucoup de temps à s'installer. Il en sera de même pour la pile à combustible mais celle-ci n'a pas de chance, la technologie électrique ne lui laissera pas le temps. C'est bien pour ça que c'est bien perdu d'avance surtout avec des réservoirs de plus de 100 litres. Des bombes ambulantes.
Non, il faut vraiment espérer que ça ne marche pas.

Je ne suis pas convaincu non plus.
Mais pour l'instant l'hydrogène garde un avantage de densité de stockage.
Même si le rendement pour produire de l'hydrogène est mauvais, il reste des usages où c'est mieux que rien. En cogénération / utilisation de l'excédent de production d'électricité dans certains cas. Les batteries ne sont pour l'instant pas une alternative efficace dans ce cas car même si le rendement de stockage est meilleur, la capacité n'est pas suffisante.

Pour autant reste à prouver qu'on puisse trouver un système suffisamment efficace pour fournir les véhicules. Pour l'instant ce n'est pas gagné.
http://www.institut-thomas-more.org/actualite/la-filiere-hydrogene-n-est-pas-mure-2.html

Le minimum pour la filière électrique face à cela, ça va être de mettre sur pied une organisation qui minimise la gêne dans l'utilisation des bornes (pannes, attentes,...)

Il faudra aussi des batteries à haut rendement de charge/decharge pour pousser l'avantage du rendement.

Avant de se lancer dans l'hydrogène, il faudrait être sûr d'avoir bien exploré les autres filières de pile à combustible (Zinc, aluminium,...) et être certain qu'il n'y a pas une alternative ne demandant pas des réservoirs sous haute pression, contenant un gaz inflammable. Il ya aussi le problème de la demande en platine, mais je suppose qu'on finira par trouver une alternative.

En tous cas pour l'hydrogène c'est sûr qu'il faudrait travailler en congénération, pour recupérer la chaleur perdue lors des electrolyse et de la compression. Je me demande par ailleurs comment on fait pour s'assurer que le froid occasionné par la décompression de l'hydrogéne ne fait pas geler la pile. Il doit falloir un radiateur de prechauffage quelque part. Mais c'est sûr que ça peut être utile pour la clim en été (refroidir l'habitacle à l'hydrogène liquide!)

Et il faudra continuer à explorer les filères de recharge rapide (avec stockage dans les bornes pour ne pas mettre le réseau à genoux), batterie à charge rapide au titanate de lithium à la Toshiba, connecteur massivement parallèle pour atteindre les éléments individuels de la batterie et réduire les courants mis en jeu...
Je n'ai jamais été convaincu par le système d'echange de batterie, ça pousserait vers une surproduction de batterie peu écologique pour être sur d'en avoir toujours en stock dans les stations, et de plus si une borne actuelle, qui a essentiellement la vocation d'une prise électrique, peut tomber en panne, qu'en sera-t-il de ces systèmes de changement robotisés ?

Passant_Mbr a écrit:
Je n'ai jamais été convaincu par le système d'echange de batterie, ça pousserait vers une surproduction de batterie peu écologique pour être sur d'en avoir toujours en stock dans les stations, et de plus si une borne actuelle, qui a essentiellement la vocation d'une prise électrique, peut tomber en panne, qu'en sera-t-il de ces systèmes de changement robotisés ?

Le système inventé par Renault est très bien puisqu'il permet de changer la batterie en 5 minutes max et il n'y a pas de risque de surplus de batterie, il faut juste un peu plus que le double des voitures.
Imaginons 100000 VE avec cette techno, il faudrait juste 1,X fois batterie en station ; car une fois remplacée, la vide est de suite chargée.

C'était une solution sur le papier qui était vraiment géniale !
Jamais testée en France malheureusement, et abandonnée par Renault après un essai grandeur nature en Israël et au Danemark.

Oops... c'est un HS

scarred a écrit:

Passant_Mbr a écrit:
Je n'ai jamais été convaincu par le système d'echange de batterie, ça pousserait vers une surproduction de batterie peu écologique pour être sur d'en avoir toujours en stock dans les stations, et de plus si une borne actuelle, qui a essentiellement la vocation d'une prise électrique, peut tomber en panne, qu'en sera-t-il de ces systèmes de changement robotisés ?

Le système inventé par Renault est très bien puisqu'il permet de changer la batterie en 5 minutes max et il n'y a pas de risque de surplus de batterie, il faut juste un peu plus que le double des voitures.
Imaginons 100000 VE avec cette techno, il faudrait juste 1,X fois batterie en station ; car une fois remplacée, la vide est de suite chargée.

Ce n'est pas tout à fait comme cela qu'il faut raisonner. Parce qu'il faut tenir compte de quelques paramètres. Premièrement, tous les véhicules ne sont pas sur la route à vider leurs batteries en même temps. Donc, pour un véhicule qui a besoin de 2 ou 3 recharges par jour, il doit y en avoir 2 ou 3 qui font une recharge par semaine. Donc, si tu a le double des batteries plus un certain matelas, tu fais faillite.
Deuxièmement, il y a des pics d'utilisation. Cela dépend de l'usage des véhicules. Si tu a de nombreux véhicules professionnels, tu aura tes batteries qui seront peu utilisées le week-end. Si, au contraire, tu a de nombreux utilisateurs privés, ils vont peut-être faire le week-end plus de kilomètres que l'ensemble de la semaine. Donc, il va falloir connaitre le profil de tes clients. sinon, tu fais faillite.
Troisièmement, tes clients ne voudront pas faire de trop grands détours pour changer leurs batteries. Mais, toi, tu dois optimiser tes emplacements. Pour le client, plus il y a d'endroits où il pourra changer de batterie, plus il sera heureux. Mais, pour toi, si tu en a de trop : tu fais faillite.
Quatrièmement : les recharges. Une fois que tu a récupéré les batteries vides, il faut les mettre en recharge. Or, si tu en a 100 au même endroits, il faut que tu prévois les capacités pour recharger toutes les batteries sans fondre les installations. Ce qui suppose que ton installation soit bien dimensionnée. Si elle est trop bien dimensionnée, tu a des frais fixes trop importants et ... tu fais faillite. Si tes stations de recharges ne sont pas bien dimensionnées, tes clients ne seront pas contents parce que tu ne pourra pas leur fournir des batteries chargées. Tu risque d'être à la merci de n'importe quel autre concurrent et tu fera faillite.

Bref, c'est un sacré problème de logistique à résoudre. Et si tu ne le résout pas bien, tu offrira un service qui sera considéré comme étant trop cher par tes clients. Donc, à moins de bétonner le modèle industriel, tu risque de voir apparaitre des concurrents qui offriront un service dégradé, mais moins cher. Tu peux aussi t'entendre avec tes futurs concurrents ... mais, c'est interdit par la loi. Heureusement.

Bref... une sacré usine à gaz. Idée géniale, mais économiquement irréalisable

Je ne pense pas que ces problèmes de logistique soient si difficiles que ça à résoudre; les loueurs de voiture ont exactement les mêmes (au moins pour les trois premiers points), quant à la puissance de recharge, elle est liée au stock, et peut être modulée, rien n'oblige à faire des charges rapides. Les loueurs savent aussi très bien moduler les tarifs en fonction de la demande...
De plus les batteries non utilisées dans une voiture pourraient être utilisées à faire du stockage en heure creuse, et donc rapporter un peu...

Pour moi, cette solution est probablement la meilleure à long terme pour les très longs trajets, mais auparavant il faudra que les formats de batterie soient standardisés (on ne pourra pas pouvoir avoir en stock et gérer des batteries différentes pour chaque modèle de voiture, idem pour le système de manutention), et bien sûr il faudra aussi que les prix des batteries baissent suffisamment pour que constituer un stock de batteries supplémentaires ne soit pas ruineux.
C'est donc une bonne idée, mais il est encore bien trop tôt...

Ou trop tard...
En effet, l'autonomie de 150 km semble suffisante pour tous les utilisateurs Lambda de voitures électriques. La charge rapide permet de palier aux besoin urgents, et pour les longs trajets, il y a le thermique en location.
De plus, dans 3 ans, les batteries vont encore évoluer, avec une batterie de 44 kw et des recharges à 86 kw comme celle sur laquelle travaille Renault, un arrêt de 30 mn tous les 300 km ne seront pas une grosse contrainte.
Den

Je pensais à un futur (lointain ?) où les VE seront majoritaires...
Avec une batterie de 44 kWh, on fait peut faire 300km, mais il ne faut pas dépasser 90 km/h; si on rajoute 1/2h de recharge en étant optimiste, cela fait une moyenne à 78 km/h; on reste donc bien moins performant qu'un VT sur ce point (mais ça me suffirait...)
Avec la même batterie, si on roule à 130 km/h, on peut faire environ 180 km, + 5 minutes d'échange de batterie, cela donne une moyenne de 123 km/h, donc très proche d'un VT. Avec 1/2 h de recharge, on serait à 96 km/h.

Autre avantage de l'échange batterie : on pourrait imaginer de rouler quotidiennement avec une batterie de 22 kWh, donc moins chère et moins lourde, et l'échanger pour une 44 kWh en cas de besoin (sortie le week-end par exemple)

scarred a écrit:Fred, le coût de transformation d'une matière première en hydrogène afin d'obtenir du stockage à l'image du pétrole n'est-il pas rédhibitoire en comparaison d'électricité à injecter directement dans une batterie ?

C'est une bonne question, honnêtement je n'en sais rien.
Mais imagine une éolienne de 6 MW (offshore actuellement), tu imagines la taille des batteries?
Alors qu'un électrolyseur de 6 MW rentre dans ton salon.

fred et sylvie a écrit:Le stockage haute pression ne nous pose plus de problèmes depuis longtemps.

Dans quelles conditions de température et de pression ?

fred et sylvie a écrit:Mais imagine une éolienne de 6 MW (offshore actuellement), tu imagines la taille des batteries?

J'imagine très bien; celle de quelques milliers de véhicules électriques