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L'ADEME lance un AMI pour développer les applications de l'hydrogène et de la pile à combustibles

L'ADEME lance un appel à manifestation d'intérêt pour soutenir la recherche et la pré-industrialisation des techniques utilisant l'hydrogène et les piles à combustible. Celles-ci peuvent être déployées dans les transports, le bâtiment, l'industrie...

Energie  |    |  Sophie Fabrégat Actu-Environnement.com
   
L'ADEME lance un AMI pour développer les applications de l'hydrogène et de la pile à combustibles
   

Dans le cadre des investissements d'avenir, l'ADEME a lancé le 27 avril un appel à manifestations d'intérêt (AMI) pour soutenir les démonstrateurs de recherche, les démonstrateurs préindustriels et les plates-formes technologiques utilisant l'hydrogène et les piles à combustible. L'objectif ? ''Valider la faisabilité technico-économique de différentes applications liées à l'hydrogène et aux piles à combustible, (…) confirmer les potentialités énergétiques et environnementales du vecteur hydrogène dans leur contexte d'utilisation, préparer l'industrialisation de ces applications, en optimisant leur coût au regard de la durabilité et la fiabilité des systèmes mis en œuvre et structurer les compétences industrielles sur le territoireafin de développer une offre technologique compétitive''. Car si l'utilisation énergétique de l'hydrogène, pour produire de la chaleur et/ou de l'électricité, suscite de nombreux espoirs, de nombreux verrous restent à lever.

Quatre types d'applications sont particulièrement recherchées pour cet AMI : la production d'hydrogène renouvelable ou bas carbone, l'électro-mobilité de nouvelle génération, les piles et hydrogène au service de la ville durable et enfin, hydrogène et piles, applications précoces.

 
Les différentes techniques de production de l'hydrogène L'hydrogène, sous sa forme moléculaire gazeuse H2, n'est présent que sous forme de trace de l'atmosphère. Il est un composant de l'eau et du gaz naturel notamment. Il est aujourd'hui principalement produit à partir du gaz naturel.
Pour l'extraire, on utilise la technique du vaporéformage. Il s'agit de dissocier les molécules carbonées (méthane...) du gaz ou d'autres hydrocarbures avec de la vapeur d'eau et de la chaleur.
Il est également possible d'obtenir un gaz de synthèse enrichi en hydrogène à partir de la biomasse, en utilisant la gazéification. Il s'agit de soumettre la biomasse à haute température pour parvenir à la pyrolyse (décomposition de la biomasse en gaz et matière sous l'effet de la chaleur).
Pour extraire l'hydrogène de l'eau, il faut envoyer un courant électrique qui décompose le liquide en hydrogène et en oxygène (électrolyse). Lorsque le courant est coupé, l'hydrogène et l'oxygène se recombinent et génèrent un courant électrique. Toutes ces techniques de production nécessitent un apport d'énergie et émettent des gaz à effet de serre. L'enjeu est donc d'utiliser des énergies renouvelables et d'y associer le captage et stockage de CO2.
 
Une attention particulière sera portée aux impacts sanitaires et environnementaux, à la réglementation et à la faisabilité sociétale. Ainsi, les projets devront présenter un rendement énergétique global supérieur à 20 % (de la source primaire à l'utilisation finale) et limiter les émissions de gaz à effet de serre liées à la production d'hydrogène à 50 g équivalent CO2 par mégajoule. Les porteurs de projets devront également organiser les conditions pour mener une évaluation quantitative des risques sanitaires (EQRS).

L'AMI est ouvert jusqu'au 31 août prochain. Les projets, dont le montant total des dépenses proposées est supérieur à 4 M€, seront priorisés.

Produire de l'hydrogène renouvelable ou bas carbone

Actuellement, l'hydrogène est produit majoritairement avec des combustibles fossiles. L'appel à manifestation d'intérêt vise donc, dans un premier temps, à étudier les voies de la production d'hydrogène grâce aux énergies renouvelables (éoliennes, photovoltaïque, hydraulique, biomasse, biogaz...). Outre les économies en énergies fossiles, ces applications devraient permettre une utilisation optimisée des énergies renouvelables, via la valorisation d'électricité renouvelable fatale non injectable sur le réseau, le stockage et la valorisation locale d'énergie au niveau d'un bâtiment ou d'un îlot, la gestion des intermittences d'un réseau électrique isolé ou défaillant…

Afin de limiter l'impact environnemental des technologies hydrogène, l'intégration des techniques de captage et stockage de CO2 fait également partie des priorités de cet AMI. ''Des démonstrateurs sont nécessaires pour confirmer la faisabilité et les performances de cette option'', explique l'ADEME.

La valorisation d'hydrogène fatal, ou co-produit en process industriel, dans des applications diffuses ou industrielles pourra également faire l'objet de démonstrations.

L'hydrogène dans les transports et dans l'habitat

''Les applications de l'hydrogène et des piles dans le domaine de la mobilité, et tout spécialement la démonstration de leur complémentarité avec la traction électrique, constituent le deuxième enjeu majeur à l'horizon 2020'', note l'ADEME. Intégrer les technologies hydrogène aux véhicules électriques permettrait notamment d'allonger leur autonomie et de diminuer le temps de recharge. Cet AMI porte sur des applications pour les véhicules légers, les véhicules utilitaires, les bus, les navettes fluviales, les applications pour les véhicules particuliers ayant déjà été intégrées à l'AMI Véhicules du futur.

Les applications de l'hydrogène, via les piles à combustible, pour produire de la chaleur et/ou de l'électricité dans les bâtiments, sont également recherchées : cogénération, gestion de l'offre et de la demande énergétique locale par le stockage, valorisation des énergies renouvelables disponibles et interconnexion entre réseaux intelligents électrique et gazier.

''Des campagnes d'essais pourront être menées afin de tester l'intégration de systèmes piles comme moyens de micro et moyenne cogénération dans des bâtiments résidentiels, tertiaires ou industriels. (…) D'une manière plus large, des démonstrations de production, distribution et utilisation locale d'hydrogène renouvelable seront menées à différentes échelles territoriales : ville, éco-quartier, agglomération…'', indique l'ADEME. La priorité sera donnée aux applications intégrées dans un projet de performance énergétique du bâtiment (BBC, rénovation thermique…).

Créer une filière à l'export

Enfin, le stockage haute pression, l'électrolyse basse température, l'intégration des systèmes et plus généralement l'ensemble des applications précoces, seront étudiées en vue d'une structuration de la filière française sur le marché international. Le secours électrique aux réseaux et l'alimentation de sites isolés font en effet partie des applications à fort enjeu à l'avenir.

Réactions13 réactions à cet article

 

Il me semble que si l'hydrogène est extrêmement dangereux en utilisation particulière (par exemple en recharge d'un véhicule qui utiliserait une pile à combustible) on peut imaginer de le produire par énergie renouvelable (éolien ou photovoltaïque) et le stocker en assez grande quantité pour avoir des réserves d'électricité mobilisables lors des pics de consommation. Cela soulagerait d'autant les centrales thermiques très émettrices de Co2, et nous éviterait une microélectricité dévastatrice des milieux naturels, et inutilisable lors des pointes puisque "au fil de l'eau" .

Petite bête | 03 mai 2011 à 10h05
 
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Créer une filière à l'export
Enfin, le stockage haute pression ????
Le besoin de l’énergie hydrogène doit se faire pour le besoin du moment pour faire tourner des moteurs qui entraineraient des génératrices qui nous donneraient du courant électrique,par exemple.(a bas prix et en quantité facile a gérer par le nombre des génés.)
Pour ma part stocker de l’hydrogène est d’une imprudence difficile à qualifier,
Vous ne stockeriez pas une bombe atomique prêt de chez vous armée et qui pourrait exploser a la moindre fuite et ou vibration.
Qu'en pensez vous???

martino | 03 mai 2011 à 12h00
 
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On stocke déjà de l'hydrogène en grande quantité, dans des réservoirs spéciaux. Où est le problème? C'est lors d'un éventuel transvasement que le risque existe et c'est pour cela que le système ne peut exister que de façon "sédentaire", sans transferts de l'hydrogène.

Petite bête | 03 mai 2011 à 13h37
 
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Pourquoi investir dans une filière mediocre. Les investissements d'études doivent etre concentres la ou les resultats seraient utiles pour la communauté
Or l'hydrogène est handicapé
1) Par un mauvais rendement de production (production sans CO2)
2) Par un très mauvais rendement dans les transformations. La pile a combustible a un faible rendement, la transformation de l'énergie hudrogène en énergie mécnique se fait avec un rendment encore plus faible
3) Par un tres mauvais rendement de stockage des qu'on vent l'avoir sous forme concentrée a haute pression (rendement tres bas du compresseur) ou sous forme liquide

Le vecteur hydrogène handicapé par ces cascades de mauvais rendements restera une filière marginale pour les applications énergétiques .Nous ne pourrons plus gaspiller l'énergie dans le futur

Aujourd'hui mettons l'argent public dans des etudes plus prometteuses ; géothermie - energie des oceans - transmutation des dechets radioactifs è nouvelles energies renouvelables a decouvrir

Jean-Marie | 03 mai 2011 à 16h18
 
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Contrairement aux idées reçues, l'H2 n'est pas si dangereux que ça. Des voitures sont actuellement rechargées (gaz ou liquide) sans que cela ne pose trop de problème. Il demande juste un design et des moyens de contrôle différents des applications "traditionnelles" (essence...). Niveau coût, des études montrent que le coût par km pour le consommateur final (et c'est ce qui importe le plus) serait similaire à celui de l'essence (au prix d'aujourd'hui) (voir diapo 13 sur http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review10/st002_lasher_2010_o_web.pdf).

L'h2 n'est peut être pas aussi efficace que l'électrique mais ce n'est pas le seul critère: le coût et l'efficacité du stockage, la disponibilité des matières première, l'aspect pratique (rapidité de stockage par exemple) sont aussi très importants.

guillaume | 06 mai 2011 à 18h10
 
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@ martino: l'industrie spatiale utilise de l'h2 stockée à côté des fusées. Je ne pense pas qu'ils peuvent se permettre la moindre prise de risque. De plus, le stockage sous pression de gaz avec possibilité de fuites est un risque pris tous les jours, par exemple dans les stations services (propane) et même chez les particuliers (butane). La pression est plus faible dans ces 2 cas par rapport à un réservoir H2 (6 vs 700 bar), mais dites-vous que si vous êtes à côté lors d'une explosion, vous avez avez les mêmes chances de mourir... 100%

guillaume | 06 mai 2011 à 18h20
 
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@ martino: l'industrie spatiale utilise de l'h2 stockée à côté des fusées. Je ne pense pas qu'ils peuvent se permettre la moindre prise de risque. De plus, le stockage sous pression de gaz avec possibilité de fuites est un risque pris tous les jours, par exemple dans les stations services (propane) et même chez les particuliers (butane). La pression est plus faible dans ces 2 cas par rapport à un réservoir H2 (6 vs 700 bar), mais dites-vous que si vous êtes à côté lors d'une explosion, vous avez avez les mêmes chances de mourir... 100%

guillaume | 08 mai 2011 à 06h30
 
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La question n'est pas tant celle du rendement que celle de la capacité à stocker de l'énergie. Par exemple les STEP (lacs de stockage d'en en heures creuses pour relâcher et turbiner en heures de pointe) consomment 1,25 KW au minimum lors du stockage, pour produire 1 kw en heures pleines. Côté rendement c'est absurde, côté environnemental aussi, mais côté commercial cela tient la route. Il ne s'agit pas tant de produire plus que d'avoir la capacité de produire juste : au bon moment.

Petite bête | 09 mai 2011 à 16h39
 
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@petite bete: je comprends pas. Ne devrait-on pas parler en terme d'energie? 1/1.25 est un TRES bon rendement en tout cas. Je ne comprends pas l'absurdite du rendement, ni le cote commercial qui tient la route....

guillaume | 13 mai 2011 à 06h01
 
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C'est le rapport entre l'énergie électrique utilisée pour pomper, et celle produite en turbinant. En clair, cela veut dire qu'on va utilise 1,25 KW pour pomper de l'eau et l'envoyer dans un réservoir. Et lorsqu'on turbinera cette eau, cela produira 1 KW. Difficile à comprendre tellement c'est absurde en terme d'énergie. Mais comme la première phase se passe en heures creuses et la seconde en heures de pointe de consommation, c'est commercialement intéressant

Petite bête | 17 mai 2011 à 12h55
 
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@petite bete: j'insiste: je ne comprends toujours pas...

Une énergie (électrique ou non) s'exprime en Joule (ou kWh), pas en kW. Les STEP ont en général un très bon rendement. Wikipedia cite d'ailleurs 82% (http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_hydro%C3%A9lectrique#Les_STEP_:_Station_de_Transfert_d.27.C3.89nergie_par_Pompage).

Bien sûr, il faut se méfier de Wikipedia, mais on a quand même 1/1.25=... 80% !!!

Je comprends que les STEP soient limités en terme de sites existants et en terme de dégâts sur l'environnement, mais énergétiquement, j'ai quand même l'impression que c'est cohérent... non ???

guillaume | 17 mai 2011 à 17h44
 
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Le "rendement", ici, c'est que pour chaque Kw produit en vidant votre STEP vous aurez dû consommer (dépenser, utiliser, etc...) 1,25 kw pour la remplir : les STEP ne se remplissent pas toutes seules, il faut utiliser de l'énergie pour cela. Et ici, le rapport c'est 1,25 kw consommé depuis le réseau pour 1 kw produit et envoyé sur le réseau. Tous les techniciens EDF et autres sont d'accord sur ces chiffres, mais justifient cette perte en arguant que c'est en heures creuses qu'on remplit et en heures pleines qu'on vide. La question ne porte pas sur le "rendement" bon ou mauvais (il est négatif dans l'absolu), mais sur le fait de stocker de l'énergie disponible au moment voulu.

Petite bête | 18 mai 2011 à 19h59
 
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@petite bete: je ne comprends toujours pas mais je pense que je vais arrêter d'insister....

un rendement se définit comme le rapport entre l'énergie qui sort d'un système et celle que l'on y introduit. Par exemple, pour une voiture, c'est le rapport entre l'énergie utilisée pour faire avancer la voiture et celle du carburant (énergie chimique). Ainsi, un rendement négatif est assez complexe à imaginer, et j'irais sans doute plus loin en disant que c'est impossible.

Je le répète, un rendement de 80% pour le STEP est TRES bon, en dépit du fait que tous les techniciens EDF et autres soient d'accord sur ce chiffres...

Je pense que ce que vous voulez peut-être évoquer, c'est le cas où l'énergie électrique produite par le barrage est utilisée pour repomper l'eau, et dans ce cas, oui c'est un non sens. Toutefois, l'opération qui consiste à repomper l'eau est réalisée en toute logique en utilisant l'excédent d'énergie du réseau, quand les énergies renouvelables produisent trop, pas celle du barrage.

Merci de m'éclairer si je fais (encore...) fausse route !

guillaume | 20 mai 2011 à 10h59
 
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