Production de l'hydrogène

L'hydrogène en grand public ? impossible, c'est ce que me dit mon expérience de suivi métallurgique de réacteurs d'hydrogènation

risques lors des manipulation par tout un chacun (haute pression, inflamambilité, explosion)
durée de vie limitée des matériaux de construction des réservoirs et tuyauteries (l'atome d'hydrogène est le plus petit et diffuse dans les métaux) ce qui devrait impliquer un suivi métallurgique

https://plastox.edpsciences.org/articles/plastox/pdf/2009/01/plastox009.pdf

De ce que j'ai lu dans un magazine specialisé; si on veut produire de l'hydrogene par "craquage" de l'eau avec une eolienne , les plus performantes à ce jeu seraient les eoliennes qui produise du courant continu. et on installerait bcp d'eoliennes equipées d'alternateur et non de dynamos, donc moins bien.

" les eoliennes qui produise du courant continu"

Une machine tournante qui produit de l'électricité produit toujours de l'alternatif aux bornes de ses bobines
Le courant alternatif se transporte plus facilement que le courant continu

Le courant continu est, hors batterie, un courant alternatif redressé et filtré, soit par diode, soit directement de la machine tournante par l'astuce d'un collecteur et de charbons (dynamo) ... penser à entretenir le collecteur et les charbons

Moustik a écrit:

De ce que j'ai lu dans un magazine specialisé; si on veut produire de l'hydrogene par "craquage" de l'eau avec une eolienne , les plus performantes à ce jeu seraient les eoliennes qui produise du courant continu. et on installerait bcp d'eoliennes equipées d'alternateur et non de dynamos, donc moins bien.

je serais curieuse de savoir quel magazine spécialisé.

Les éoliennes, comme les turbines des autres centrales électriques, produisent au départ de l'alternatif. Les dynamos, qui peuvent produire directement du continu à partir d'une turbine, sont peu utilisées, car à cause des contacts par balais, elles demandent plus d'entretien ; et elles ont généralement un rendement moins bon que les alternateurs.

Quand on veut du continu autrement que sur batteries ou panneaux solaires, on utilise généralement un alternateur + redresseur et régulateur de tension.

meg2, excuse moi d'apporter quelques précision à ton post

les turbines entrainent un alternateur qui lui produit du courant ... alternatif

l'hélice de l'éolienne est la "turbine" de ce système hélico-alternateur

Rien que le fait d'avoir à transporter le courant de l'éolienne juqu'au point d'utilisation justifie l'alternatif dont on peut faire varier la tension donc l'intensité à l'aide d'un simple transformateur

Parler de dynamo à des cyclistes n'est pas toujours évident !

Je rechercherais le nom du magazine (qui ma été prété en fait) un magazine traitant de transistion ecolo etc...
Je ne fais que relater ce qui y etait reprit

il etait ecrit justement qu'il n'y a presque pas d'eoliennes à dynamo, mais qu'elles seraient plus perfomantes pour l'electrolyse de l'eau (du moins auraient un meilleur rendement)
Après pour l'entretien rien n'etait noté.... ce sont des textes de vulgarisation plutot que très technique.

zapilon a écrit:

"  les eoliennes qui produise du courant continu"

Une machine tournante qui produit de l'électricité produit toujours de l'alternatif aux bornes de ses bobines
Le courant alternatif se transporte plus facilement que le courant continu

Le courant continu est, hors batterie, un courant alternatif redressé et filtré, soit par diode, soit directement de la machine tournante par l'astuce d'un collecteur et de charbons (dynamo) ... penser à entretenir le collecteur et les charbons

Oui mais le courant d'une dynamo, je le recupere comment sans charbon ni collecteur?

je crois me souvenir qu'on emploie le terme dynamo pour les machines emettant du continu et alternateur pour l'alternatif non?

" Oui mais le courant d'une dynamo, je le recupere comment sans charbon ni collecteur? "

He bien là tu ne peux pas

relis, j'avais écrit " directement de la machine tournante par l'astuce d'un collecteur et de charbons "

Quentin a écrit:

Effectivement c'est intéressant. Merci Prax

Je serais curieux de connaître le prix d'un électrolyseur comparé au cout de production de l'hydrogène vert. Car s'il est faible on peut peut-être se permettre de ne pas les faire tourner tout le temps et n'utiliser que le surplus des EnRI. S'il est élevé, il faudra qu'ils tournent tout le temps donc ça utilisera des capacités de production nucléaire.

Post du jour sur Linkedin de Jancovici sur l'hydrogène

Jancovici a écrit:

Nous avons désormais les yeux de Chimène pour l'hydrogène. Partons nous dans la bonne direction avec les annonces gouvernementales ?

Dans le Plan de Transformation de l'Economie Française, nous proposons d'en produire "un peu", c'est à dire en gros autant qu'aujourd'hui, mais au lieu de le faire en "reformant du méthane" (voir https://bit.ly/3LSyUHN ), il serait produit en électrolysant de l'eau avec de l'électricité décarbonée.

Dans notre plan, il ne sert qu'à deux choses :
- produire de l'ammoniac, qui permet lui-même de produire des engrais. Même en diminuant la consommation d'engrais de synthèse, nous en aurons besoin un petit moment avant de pouvoir éventuellement nous en passer "un jour" en agriculture
- produire de l'acier, en remplaçant le charbon (le coke) pour ôter l'oxygène associé au fer dans le minera de fer.

Ce sont donc deux applications industrielles "fixes". Nous ne proposons pas d'en utiliser de manière significative dans les transports. Les raisons à cela sont :

- le volume d'électricité nécessaire. Les poids lourds c'est actuellement 8 millions de tonnes de pétrole par an en France. Pour avoir la même énergie sous forme d'hydrogène (sachant que les rendements d'une pile à combustible et d'un moteur de poids lourd sont proches) il faudrait environ un tiers de la production électrique actuelle (il en faudrait 3,5 fois moins pour une propulsion directe à l'électricité en posant des caténaires sur les autoroutes et les principales routes)

- la logistique de l'hydrogène. Gaz le moins dense énergétiquement par unité de volume, son stockage et sa manutention sont très couteux énergétiquement. Molécule la plus petite de notre environnement, ce gaz s'infiltre par la moindre fissure et fragilise l'acier : il faut modifier les réseaux ou en construire de nouveaux (ca nous met hors délai)

Quand on lit dans cet article des Echos que le plan hydrogène français concerne surtout la mobilité, il est à craindre que notre pays ne prenne à nouveau un vrai problème par le mauvais bout. Cette mobilité hydrogène peut éventuellement concerner des applications de niche (un train ici ou là), mais il y a des alternatives plus pertinentes pour l''essentiel de la mobilité des personnes et des marchandises que de se jeter sur ce vecteur à la mode.

Voir https://bit.ly/3Ciz3B4 pour le fret ; https://bit.ly/2H5Eubp pour la mobilité du quotidien et https://bit.ly/3rj6lK1 pour la mobilité longue distance.

Enfin le gouvernement table sur une "baisse des couts". Mais la baisse des couts se constate historiquement dans un monde mondialisé en croissance énergétique. Nous ne l'aurons plus dans un monde globalement en décrue énergétique.

Nous n'avons que 28 ans pour arriver à diviser les émissions planétaires par 3, ou pour avoir en Europe une division par 2 à 10 du pétrole disponible (https://bit.ly/3E6qJFY ). Nous n'avons pas le luxe de tâtonner en se disant que l'on changera de plan s'il est mauvais. Si le plan est mauvais ca se paiera en drames.

https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/la-france-va-cofinancer-la-construction-de-dix-usines-misant-sur-lhydrogene-1852460

Les cout de production des électrolyseurs c'est tout le problème. Pour réduire les cout d'utilisations les fabricants ont tendance à augmenter les capacités, et c'est la course à qui fera le plus gros. C'est bien dommage et une des intervenantes Anne BESNIER, vice-Présidente déléguée à l’enseignement supérieur et à la recherche au Conseil régional du Centre-Val de Loire a poussé un coup de gueule dans ce sens: Il nous faut des petites unité disséminé au plus près des utilisations, pour éviter que les camions trainent des racks de bouteilles un peu partout.  C'est le même problème pour les méthaniseurs, le seuil de rentabilité est atteint pour des gros volumes traité, avec toutes les nuisances que ça induit (transport, concentrations des effluents, ect..), alors que des petit méthaniseurs adapté à des ferme de 150 vaches n'aurraient que des bénéfices, mais ne sont pas rentables.
Pour les électrolyseurs, une "GigaFactory" comme ils disent, va s'installer à Vendome, pour en produire. C'est la start-up Elogen
Pour allez dans le même sens que Jancovici, c'est sur que l'on va manquer de courrant si l'on passe l'industrie + les transports lourd à l'hydrogène.
Le rendement admis par l'Ademe est de 1/3, et comme l'énergie de base c'est l'électricité, logiquement une voiture fonctionnant à l'hydrogène consommera 3x plus de kWh au kilomètre que la même voiture sur batterie. De même que pour un utilitaire ou un camion. Le cout au km devrai faire le tri des usages.  
Si vous voulez une grande autonomie et une recharge rapide, alors il faudra accepter un cout au km au moins 3 fois plus cher.
En gros, les usagers qui auront absolument besoin d'une camionnette ateliers pour faire des dépannages sur toutes la France opteront pour l'Hydrogène. Et les transports routier se limiteront au stricte nécessaire, enfin je l'espère.

zapilon a écrit:

meg2,  excuse moi d'apporter quelques précision à ton post. Les turbines entrainent un alternateur qui lui produit du courant ... alternatif. L'hélice de l'éolienne est la "turbine" de ce système hélico-alternateur

je ne vois pas de différence entre ça et le contenu de mon message

Moustik a écrit:

Je rechercherais le nom du magazine (...) il etait ecrit justement qu'il n'y a presque pas d'eoliennes à dynamo, mais qu'elles seraient plus perfomantes pour l'electrolyse de l'eau (du moins auraient un meilleur rendement).

Je suis très sceptique quant à l'affirmation que les dynamos auraient un meilleur rendement, même en tenant compte des pertes dans le transfo + redresseur nécessaires pour un électrolyseur.

La dynamo collecte le courant par des balais —> frottements —> dissipation + pièces d'usure à entretenir. Les meilleurs rendements pour les alternateurs sont obtenus avec des aimants tournants et des bobinages fixes, en optimisant la géométrie. Je ne suis pas sûr que cette structure soit compatible avec un fonctionnement en dynamo ; mais bon, je connais en fait assez mal les dynamos.

Je sais juste que les alternateurs ont supplanté les dynamos à partir du moment où on a maîtrisé la fabrication de composants semi-conducteurs performants pour transformer l'alternatif en continu.

NB: je ne parle pas des "dynamos de vélo", qui sont en fait de petits alternateurs, généralement à faible rendement car la géométrie des bobinages est conçue pour réduire l'encombrement et le coût du bobinage, pas pour avoir un rendement élevé (exception : la "dynamo" de moyeu SON a un circuit similaire aux alternateurs haut rendement)

Prax a écrit:

Le rendement admis par l'Ademe est de 1/3(...)

je ne sais pas précisément à quels documents de l' ADEME vous faites référence, mais il me semble que d'habitude, cette référence de 1/3 se fait par comparaison avec les moteurs thermiques, dont le rendement peut difficilement dépasser 30% pour des raisons physiques incontournables (température de combustion et principe de Carnot).

Un moteur électrique peut assez facilement atteindre un rendement de l'ordre de 80%, bien meilleur qu'un moteur thermique. Mais il a fallu produire, transporter, et surtout stocker, l'électricité. Quand on fait un bilan énergétique à grande échelle, il faut absolument évaluer le rendement global, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie utile pour le déplacement du véhicule, et l'énergie primaire totale consommée  (primaire =  ressource naturelle, renouvelable ou non). Cet ensemble de processus réduit hélas beaucoup le rendement énergétique global du moteur électrique...

Prax a écrit:

et comme l'énergie de base c'est l'électricité (...)

le référence dépend de ce qu'on cherche à comparer, mais ne pas oublier que l'électricité n'est jamais une énergie primaire. Ceci dit, l'hydrogène est potentiellement très intéressant pour remplacer les batteries, oui. Mais juste pour mémoire : actuellement, la majorité de l'hydrogène est produit par craquage du méthane : ça, c'est pas bon, mais alors pas du tout, pour le bilan carbone...

Supposons que l'hydrogène soit produit proprement, à partir d'eau et d'une énergie primaire renouvelable. C'est techniquement au point, mais économiquement pas encore rentable. L'avantage de ce constat, c'est que l'économie n'est pas régie par des lois physiques, donc ça peut + facilement changer.  

Pour l'hydrogène propre, reste quand même à :
• stocker : liquide, on sait faire, mais faut descendre très bas en température. Gaz sous pression, on sait faire, mais faut faire gaffe pour une distribution grand public (maintenance des réservoirs, pression + élevée que pour butane-propane, risques d'explosion). Et enfin, inséré dans une matrice solide, on sait faire, mais pas à des concentrations très élevées.
• transporter si l'électrolyse n'est pas décentralisée
• reconvertir en énergie utile : le moteur à combustion à hydrogène serait propre , mais je ne sais pas si ce sera jouable en application "grand public" (actuellement, les exemples de propulsion thermique à hydrogène qui me viennent à l'esprit, ce sont les lanceurs de satellites et les missiles...). La recherche & développement porte actuellement sur la "pile à combustible", qui est super sur le papier, mais qui nécessite des catalyseurs coûteux + des membranes perméables aux noyaux d'hydrogène, relativement fragiles.

@Meg, je faisait référence à ce qui a été cité plus haut au début du sujet à savoir
L'étude de l'ademe
et le petit dessin de volkswagen:

Les voiture à piles à combustible sont déjà disponible en france:
https://www.hyundai.com/fr/modeles/nexo.html
https://www.toyota.fr/vehicules-neufs/mirai

Il y avait une flotte de taxi en démonstration à Bourges:
https://hype.taxi/mobilite-hydrogene/

Pour le bilan global, je suis d'accord. Les meilleurs moteur à hydrogène dépassent les 40% de rendement (en combustion cycle de carnot), ce qui correspond au rendement des piles à combustible ( comme dit Jancovici). Reste comme monté dans le schéma de VW que le rendement est meilleur sur la chaine globale batterie ---> Moteur electrique---> roue, que sur la chaine complète de production de l'hydrogène--->compression--->transport--->pile à combustible ou moteur thermique---->roue. D’où un écart de cout au km que j'estime au moins à 3x

zapilon a écrit:

Le courant alternatif se transporte plus facilement que le courant continu

Plus facilement oui mais toutes les lignes de forte puissance et sur longues distances sont maintenant en continu parce qu'il y a moins de pertes.

zapilon a écrit:

L'hydrogène en grand public ? impossible, c'est ce que me dit mon expérience de suivi métallurgique de réacteurs d'hydrogènation
risques lors des manipulation par tout un chacun (haute pression, inflamambilité, explosion)
durée de vie limitée des matériaux de construction des réservoirs et tuyauteries (l'atome d'hydrogène est le plus petit et diffuse dans les métaux) ce qui devrait impliquer un suivi métallurgique

J'avoue avoir été choqué quand je me suis retrouvé en face des premières voitures de série qui tournent à l'hydrogène que tout le monde pouvaient acheter. La majorité des contraintes techniques ont trouvés des solutions permettant d'éviter les problèmes associés à l'hydrogène. Je suis resté quand même dubitatif sur la durée de vie de certain éléments soumis à l'hydrogène sous haute pression.

Pour la filière hydrogène, si on part d'une énergie électrique de surplus gratuite ce qui est déjà parfois le cas en Allemagne, les rendements de conversion ont peu d'importance.

Snickers a écrit:

Plus facilement oui mais toutes les lignes de forte puissance et sur longues distances sont maintenant en continu parce qu'il y a moins de pertes.

Je n'ai jamais entendu parler de ça. Je connais la liaison trans-manche en continu pour assurer le changement 50/60 hz mais des longues distances en continu je ne vois pas la rentabilité puisqu'il faut redresser le courant( la production étant en alternatif ) puis il faut le remettre en alternatif à l'autre bout pour pouvoir le transformer et distribuer.

Si tu as une piste ça m'intéresse étant un ancien de RTE.

Le Royaume-Uni est en 50Hz.
J'avais lu un truc il y a longtemps selon lequel le champ magnétique induit par le courant alternatif commence à poser de plus gros problèmes quand la puissance devient vraiment forte.

Non Royaume uni en 60 hz, tu as dû écrire trop vite.

A ma connaissance l'alternatif forte puissance pose problème pour les grandes longueurs en câbles sous-terrain. Et il me semble que c'est l'effet capacitif et non inductif, mais c'est à vérifier. "J'ai la mémoire qui flanche............." sur un air bien connu.

Royaume-Uni: 50Hz
Pour le problème d'effet capacitif plutôt qu'inductif, peut-être, c'est quelque chose que j'ai lu il y a longtemps, et l'électricité n'est pas mon domaine de compétence principal (j'ai été traumatisé par les dynamos des vélos de mon enfance, qui ne fonctionnait jamais).

Ah ben merdre, j'ai loupé un épisode. La perfide albion se serait alignée sur le reste de l'Europe avant de la quitter, décidément on ne peut pas leur faire confiance.