Production de l'hydrogène

à l'occasion de l'article du journal le monde qui explique comment un excédent d'énergie électrique pourrait recharger des piles à combustibles.

CHERCHEZ L'ERREUR
un appareil de la taille d'un frigo produit avec 5 litres d'eau par heure, 5000 litres d'hydrgène à l'heure avec... 20kw.
rapport 1 litre d'eau 1000 litres d'hydrogène à la louche sans doute)
de quoi faire rouler 3 bus à l'hydrogène pendant 24 heure!

Hydrogène 0,01006 fois 5000litres /h= 50.3Mj/h = 13.9 kilowatts
Hydrogène 0,01006 fois 5000litres = 50.3Mj = 13.9 kilowatts.h

ce qui ferait un rendement de l'ordre de 70% (pas mal! il est dit de diverse source qu'on restitue au final avec les piles à combustibles que le quart de l'énergie injectée en amont)
en admentant que 1 bus dépense autant de wh/km qu'une voiture, soit 200wh (d'énergie ménanique à produire)
ça fait 69.5 km de bus, divisé par 3 bus = 23km... avec un rendement proche de 100%
d'accord, si les bus font dans les 20km/jour....
(et si piles à combustibles, 5km/jour avec 20kwh en amont)



Densité énergétique (MJ/kg)
Hydrogène 120
Essence 42,7
Diesel 41,9
Gaz Naturel 50,4
Méthanol 19,9

Densité énergétique (MJ/L)
Hydrogène 0,01006 fois 5000litres /h= 50.3Mj/h = 13.9 kilowatts!
Essence 31,2
Diesel 36,5
Gaz Naturel 00,0361
Méthanol 15,9

Cet article est largement mensonger à mon avis. L'hydrogène n'est qu'un vecteur d'énergie. Son intérêt est de permettre le stockage d'énergie électrique. Avoir 20kwh d'entrée et prétendre que l'on peut faire rouler 3 bus pendant 24 heures avec cette énergie me semble être une connerie. Il me semble de plus que l'on parle de l'énergie nécessaire à la production d'un volume de 5000 litres d'hydrogène, qu'il faudra ensuite stocker avec pertes énergétiques à la clé. La pile à combustible à bord des bus engendrera encore d'autres pertes. Vos 69.5km me semblent encore bien optimistes.

De toute manière, avec 20 kW en entrée il ne peut y avoir plus de 20 kW à la sortie. Prenons 50% de rendement global pour les conversions successives ET le rendement de propulsion des bus. C'est très largement surévalué, mais passons...
Il y a donc 10 kW dispo en continu. Pour 3 bus, cela fait donc 3.3 kW par bus. Ou 4.488 CV pour reprendre une unité obsolète mais plus connue.
Une source d'énergie mécanique de 3.3 kW c'est en gros un moteur de scooter 50 cm3. Vous voyez un bus rouler avec la puissance développée, même en moyenne, par un scooter 50?
Il y a au moins un facteur 10 d'erreur.
J'adore.

Ah là là, les lois de thermodynamique...
Sinon, cela me rappelle le projet de Neunburg que j'avais eu l'occasion de visiter: un très beau site pour faire du photovoltaïque et faire rouler... une BMW. Même à l'époque, et avec des projections optimistes, ils arrivaient à la conclusion que le photovoltaïque + hydrogène pour remplacer l'essence serait rentable lorsque le super aurait atteint pour 15 Deutsch Mark (7 €) par litre...

cavallo pazzo a écrit:

De toute manière, avec 20 kW en entrée il ne peut y avoir plus de 20 kW à la sortie. Prenons 50% de rendement global pour les conversions successives ET le rendement de propulsion des bus. C'est très largement surévalué, mais passons...
Il y a donc 10 kW dispo en continu. Pour 3 bus, cela fait donc 3.3 kW par bus. Ou 4.488 CV pour reprendre une unité obsolète mais plus connue.
Une source d'énergie mécanique de 3.3 kW c'est en gros un moteur de scooter 50 cm3. Vous voyez un bus rouler avec la puissance développée, même en moyenne, par un scooter 50?
Il y a au moins un facteur 10 d'erreur.
J'adore.

Tu es un tueur de business plan développement durable !
J'adore.

Jeff

remarquez que j'ai calculé que il se peut très bien que les 3 bus fassent, en 24h seulement 5km.
24 heures sur 24 ce sont des bus "utilisés"
(un bus garé en attente de rouler est "utilisé")

L'hydrogène par contre associé à la pile à combustible pour aider une fitnesscar (ou autre moyen de transport à ultra faible consommation ordre de grandeur énergie musculaire) à avancer serait réaliste (8wh/km d'aide)

Avancée significative dans la production d'hydrogène:
Un grand pas en avant dans la production d'hydrogène « vert »
Publié le: 27 mai 2019
Le premier réacteur chimique thermodynamiquement réversible capable de produire de l'hydrogène en tant que courant de produit pur représente une étape « transformation » vers l'avant dans l'industrie chimique.

Avec notre réacteur de mémoire d'hydrogène, nous pouvons produire des produits purs, séparés. Vous pouvez appeler le réacteur parfait
Ian Metcalfe, professeur de génie chimique, Université de Newcastle
Le nouveau réacteur, décrit dans la revue académique prestigieuse Nature Chemistry , évite le mélange des gaz réactifs en transférant l' oxygène entre les courants de réactifs par l' intermédiaire d' un réservoir d'oxygène à l'état solide.
Ce réservoir est conçu pour rester proche de l'équilibre avec les courants de gaz qui réagissent car ils suivent leur trajectoire de réaction et conserve ainsi une « mémoire chimique » des conditions auxquelles elle a été exposée.
Le résultat est que l'hydrogène est produit en tant que courant de produit pur, en supprimant la nécessité d'une séparation coûteuse des produits finaux.
Dirigée par l' Université de Newcastle, Royaume - Uni, la recherche a impliqué des experts des universités de Durham et d' Edimbourg et le European Synchrotron Radiation Facility en France, et a été financé par le génie et le Conseil de recherches en sciences physiques (EPSRC) .
Élément le plus abondant dans l'univers

Professeur Ian Metcalfe, auteur principal et professeur de génie chimique à l' Université de Newcastle a déclaré:
« Les changements chimiques sont généralement effectuées par des réactions mixtes de sorte que de multiples réactifs sont mélangés ensemble et chauffés. Mais cela conduit à des pertes, la conversion incomplète des réactifs et un mélange final de produits qui doivent être séparés.
« Avec notre réacteur de mémoire d'hydrogène , nous pouvons produire pur, séparés produits. Vous pouvez appeler le réacteur parfait « .
L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers. Produit par la décomposition des molécules d'eau, le passage à l'énergie renouvelable a conduit à une augmentation de la soi-disant « hydrogène vert ».
L'hydrogène est un accumulateur d'énergie propre et utile et peut être utilisé comme combustible pour produire de l'électricité et peut être stocké et transporté via les réseaux de gaz.
Tous les processus - qu'ils soient chimiques, mécaniques ou électriques - sont irréversibles thermodynamiquement, et sont moins efficaces qu'ils pourraient autrement.
Cela signifie que dans les réacteurs chimiques traditionnels lorsque de l'hydrogène est produit, il doit être séparé des autres produits, un procédé qui est à la fois coûteux et souvent beaucoup d'énergie.

Une unité étape
La description de leur nouveau système, l'équipe démontre un réacteur chimique capable pour la première fois d'aborder le fonctionnement thermodynamiquement réversible.
l'eau de réaction et de monoxyde de carbone pour produire de l'hydrogène et du dioxyde de carbone, le système empêche également du carbone étant effectuée dans le courant de produit d'hydrogène comme le monoxyde de carbone ou du dioxyde de carbone, ce qui évite la contamination du produit.
«Retournement du réservoir un peu comme un interrupteur, l'équipe a montré qu'il est possible d'atteindre une conversion élevée dans le système de sorte que le dioxyde de carbone et de l'hydrogène sont produits à chaque extrémité du réacteur sous forme de produits purs.
« Alors que la production conventionnelle d'hydrogène nécessite deux réacteurs et une séparation, notre réacteur accomplit toutes les étapes en une seule unité », ajoute le professeur Metcalfe.
« Et pendant que nous démontrons le concept avec de l'hydrogène, le concept du réacteur de mémoire peut également être appliquée à d'autres processus. »
Référence : « Surmonter les limites d'équilibre chimique en utilisant un réacteur chimique réversible thermodynamiquement ». Ian Metcalfe et al. Chimie Nature

@+Willy

Dommage que ce soit aussi incompréhensible, probablement la traduction.
Pas le temps, mais une recherche du document original devrait apporter plus de lumière.
La production à moindre frais et moins salement d'Hydrogène est un bon moyen complémentaire aux énergies renouvelables actuelles, et permettrait de se départir de la limite de saturation du réseau actuelle.
On pourrait multiplier par 10 la production photovoltaïque par exemple, et mettre en H2 tout excédent, utilisable de nuit, en hiver, par temps de brouillard... Plus besoin de centrale à charbon ou à gaz !
L'Hydrogène n'est pas une source d'énergie, juste un moyen de la stocker donc il faut un bon rendement cyclique, sinon c'est inutile.
Toute avancée dans ce sens est bonne à prendre.

Info sur futura-sciences: il semblerait que ce soit une bonne idée mais il s'agit de faire de l'hydrogène à partir de pétrole ou autre hydrocarbure. Ça n'aide donc pas au stockage des énergies intermittentes.

Des chercheurs de l'université de Leuven (B) ont trouvé un moyen de produire directement de l'hydrogène à partir de l'humidité ambiante et ce à l'aide de panneaux solaires PV. Le rendement de conversion est bien meilleur qu'avec les procédés traditionnels.

Ainsi la production du panneau prototype est de 250 l d'hydrogène par jour!

https://www.rtbf.be/info/societe/detail_des-chercheurs-belges-developpent-un-panneau-solaire-qui-produit-de-l-hydrogene?id=10156960

soit un peu moins qu' 1kWh pour un panneau qui a l'air de faire un peu plus qu'1 m2
--> 3 x mieux que les panneaux solaires standards??

D'après le communiqué de presse officiel, le panneau fait 1,6m² et convertit 15% de l'énergie solaire en hydrogène. Alors qu'un panneau PV produit entre 18 et 20% d'énergie électrique.  Donc non le rendement est inférieur qu'un panneau PV traditionnel. Par contre s'il fallait utiliser l'électricité produite par un PV pour fabriquer de l'hydrogène de manière classique, la production d'hydrogène serait bien moindre.

Avec 20 de ces panneaux et un réservoir à hydrogène de 4m³, il serait possible de fournir en électricité et en chauffage une maison unifamiliale très bien isolée pendant toute l'année. L'hydrogène produit en été serait stocké en vue de générer l'électricité en hiver. Avec 20 panneaux en plus, il serait possible d'alimenter une voiture électrique.

Intéressant, chaque techno approche des 20 %, donc le mieux est de produire ce que l'on a besoin.
Et de l'hydrogène se stocke mieux que des électrons donc on est plus sur du moyen terme, c'est complémentaire.

Un projet d'usine de production de 3000t/an d'hydrogène par électrolyse:
https://www.boursier.com/actions/actualites/news/mcphy-va-equiper-la-plus-grande-unite-de-production-d-hydrogene-zero-carbone-en-europe-813435.html
La mention zéro carbone me gène un peu. L'électricité éolienne est faiblement carbonée, mais pas zéro carbone, à cause de la fabrication et du génie civil.
Ensuite, si je peux comprendre l'intérêt de transformer cet hydrogène en méthanol (mieux adapté aux circuits de distribution et de consommation existants), je me demande d'où vient le carbone ajouté à l'hydrogène pour en faire du méthanol. S'il vient du C02 atmosphérique, alors pour le coup, ça deviendrait vraiment intéressant...
Bon, c'est une publication boursière, pas une publication technique...

Thomas Tours a écrit:

La mention zéro carbone me gène un peu. L'électricité éolienne est faiblement carbonée, mais pas zéro carbone, à cause de la fabrication et du génie civil.

Là tu pousses un peu, car alors rien n'est jamais "zéro carbone", sinon les carottes de ton jardin, et encore... à condition d'avoir travaillé la terre à main nue et à poil

+1 Samural

Thomas Tours a écrit:

La mention zéro carbone me gène un peu. L'électricité éolienne est faiblement carbonée, mais pas zéro carbone, à cause de la fabrication et du génie civil.

[/quote]
10g CO2 par kWh électriques produits.

Bonjour,

Info de ENERZINE

Une 1ère station hydrogène vert à l’aéroport de Toulouse-Blagnac

La convention cadre de collaboration pour la construction de la première station d’hydrogène vert au cœur de l’aéroport de Toulouse-Blagnac vient d’être signée par le Président d’Aéroport Toulouse-Blagnac, le Président de l’AREC Occitanie, le Président d’HYPORT et le Directeur Hydrogène France d’ENGIE Solutions. Cette nouvelle étape concrétise le premier déploiement de la société HYPORT, qui porte la stratégie destinée à intégrer l’hydrogène dans la feuille de route économique et environnementale de la Région.
Un vaste écosystème au service de l’industrie et de la mobilité verte
A travers la signature de la convention cadre, l’aéroport de Toulouse-Blagnac est aujourd’hui le premier site aéroportuaire à concrétiser l’implantation d’une station de production et de distribution d’hydrogène vert, qui alimentera quatre bus assurant le transport de passagers.
L’aéroport de Toulouse-Blagnac met à la disposition d’HYPORT un site de 2 600 m², dans un site stratégique à proximité immédiate d’une zone d’accès aux pistes et des axes routiers, au service des usages aéroportuaires et logistiques du centre-ville toulousain. A travers la signature de la convention cadre et en devenant le premier client d’HYPORT, l’aéroport affirme son engagement vers le « zéro émission de carbone » en 2050 du programme européen Net Zero d’ACI Europe.
Cette station, dont la construction démarrera dès cette année, assurera la fourniture d’hydrogène vert au service non seulement de la mobilité (bus destinés à assurer le transport des passagers entre l’aérogare et les avions et parkings éloignés, véhicules utilitaires légers, flottes captives, etc…) mais aussi des applications aéronautiques et industrielles. Située sur le tarmac et en zone publique, la station sera destinée à l’ensemble des usagers potentiels, particuliers ou professionnels.
La volonté d’intégrer dans le tissu régional des véhicules électriques fonctionnant à l’hydrogène grâce à des piles à combustibles est au cœur de ce projet pionnier.
HYPORT assurera le financement, la réalisation et l’exploitation des infrastructures de production et de distribution d’hydrogène renouvelable.
Un projet d’ampleur pour accélérer la transition énergétique de la région
HYPORT, filiale d’ENGIE Solutions à 51 % et de l’Agence Régionale de l’Energie et du Climat Occitanie (AREC) à 49 %, travaille depuis 2016 avec l’ensemble des acteurs publics et privés pour constituer un écosystème dense permettant de déployer la production, la distribution et les usages de l’hydrogène vert au cœur d’une région exemplaire en la matière.
Le projet HYPORT vise le déploiement d’infrastructures d’hydrogène vert sur la Région Occitanie/Pyrénées-Méditerranée à destination des usages mobilité, industrie et/ou logistique, et a pour ambition de porter la stratégie environnementale de la Région.
Visant à la structuration d’une nouvelle industrie à haute valeur ajoutée et créatrice d’emplois, HYPORT a été retenu parmi les lauréats de l’Appel à Projet National « Territoires Hydrogène » en novembre 2016. Le 27 juin 2019, la Région Occitanie a voté un Plan Hydrogène Vert de 150 M€ sur 10 ans, affichant ainsi clairement son ambition de devenir le leader français sur l’hydrogène vert.
Le projet toulousain d’HYPORT a reçu un solide soutien, de la Région Occitanie, de l’ADEME et de l’Europe à travers le programme JIVE2, nécessaire afin de rendre les solutions hydrogène compétitives pour les usagers, au regard des solutions thermiques ou carbonées classiques :
– de l’ADEME, au travers de l’Appel à projets « Ecosystèmes de mobilité H2 », dont HYPORT a été le premier lauréat début 2019 ; à travers une aide de 5,250 M€, l’ADEME soutient une partie des investissements relatifs aux infrastructures de production et distribution hydrogène ainsi qu’une partie des surcoûts des véhicules hydrogène ;
– du FCH-JU et du projet JIVE 2 du cadre Horizon 2020 de l’Union Européenne, visant le déploiement de 152 nouveaux bus et infrastructures à pile à combustible zéro émission dans les pays européens.
– de la Région Occitanie, dans le cadre de son Plan Hydrogène Vert.
Grâce à ce soutien de la Région Occitanie, les bus à hydrogène fournis par l’entreprise régionale SAFRA, fabricant de bus à hydrogène français basée à Albi, seront mis à la disposition de l’aéroport de Toulouse-Blagnac par Transdev Occitanie.
« En accueillant une station de production et de distribution d’hydrogène, l’aéroport de Toulouse-Blagnac confirme sa volonté de réduire ses émissions de gaz à effet de serre et d’améliorer la qualité de l’air sur la plateforme, indique Philippe Crébassa, Président du Directoire d’Aéroport Toulouse-Blagnac. Ce projet illustre notre volonté d’assurer un développement raisonné et durable de notre activité. »
Chiffres clés:
• 4 bus à hydrogène opérés par Transdev sur l’aéroport de Toulouse-Blagnac
• 1 électrolyseur de 330 kg/j
• 2 stations, respectivement côté piste et côté ville
• 100 % d’énergies renouvelables provenant de grids locaux
• Près de 200 véhicules alimentés à l’hydrogène vert

@+Willy

willy69 a écrit:

• 100 % d’énergies renouvelables provenant de grids locaux

C'est bien ça mais soyons clairs, ça ne gère pas intermittence des "grids locaux". L'electrolyseur va fonctionner à puissance nominale tant que son stock n'est pas plein et il vont se contenter d'acheter des certificats pour justifier leur verditude.

Je pensais qu'ils en profiteraient pour installer des panneaux solaires pour alimenter, au moins en partie, l'électrolyseur....

Tiens, je suis tombé sur cette liste des "couleurs" de l'hydrogène :

Le Monde a écrit:

Il est aujourd’hui fabriqué à partir de pétrole ou de gaz naturel – il est ainsi qualifié de « gris », et particulièrement polluant.[...]
L’hydrogène est considéré comme « vert » s’il est produit à partir d’énergies renouvelables, et comme « décarboné » s’il est produit à partir d’énergie nucléaire. Il peut également être produit à partir d’énergies fossiles adossées à un système de stockage de carbone – on le qualifie alors de « bleu »

Cf https://www.lemonde.fr/economie/article/2020/09/27/l-hydrogene-nouvel-eldorado_6053802_3234.html (accès abonnés)

Airbus a annoncé avoir décidé de développer des avions à hydrogène, avions fallacieusement qualifiés de "zéro émissions" !

A toutes fins utiles, pour information. Je ne suis pas allée décortiquer le bilan énergétique et matériaux global de l'affaire. Intéressant pour le côté stockage des ER électriques intermittentes, surtout l'éolien qui fluctue énormément (à cause de la proportionnalité de la puissance au cube de la vitesse du vent).

https://www.20minutes.fr/planete/2873055-20200929-pays-loire-lhyfe-veut-devenir-locomotive-hydrogene-vert-europe

La campagne médiatique simplificatrice (enfin, surtout à la radio & presse écrite pour moi) qui vend l'hydrogène comme une énergie "propre" est assez usante... du coup j'ai trouvé ce document de l'Ademe bien fait:
https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/rendement-chaine-h2_fiche-technique-02-2020.pdf
tant sur les rendements (en page 6) que sur les conclusions (page 14) qui rejoignent ce qui a été dit ici...