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L’hydrogène sera à l’énergie ce que la fibre optique est aux télécommunications

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Edito : L’hydrogène sera à l’énergie ce que la fibre optique est aux télécommunications

Jeudi, 02/06/2011 - 23:00 10 commentaires
L’hydrogène sera à l’énergie ce que la fibre optique est aux télécommunications zoom

L’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME) a lancé, il y a quelques jours, quatre Appels à Manifestations d’Intérêt (AMI) concernant

1) Le déploiement des infrastructures de recharge pour les véhicules électriques et hybrides rechargeables

2) La chimie du végétal

3) L’Hydrogène et les piles à combustible

4) Le stockage de l’énergie.

Je voudrais, aujourd’hui, centrer mon propos sur l’Hydrogène, tout en abordant rapidement le quatrième « AMI » pour évoquer le stockage dudit hydrogène.

Cet Appel à Manifestations d’Intérêt concernant l’hydrogène est particulièrement important car il montrerait que les Pouvoirs Publics de notre Pays prennent enfin conscience de l’importance capitale de ce vecteur d’énergie pour l’avenir de notre Pays.

Comme cela avait déjà été le cas en France, il y a une dizaine d’années, avec la fibre optique (notre opérateur national France Télécom voulait amortir son réseau cuivré en faisant la promotion de l’ADSL…), le même scénario commençait à se répéter avec l’hydrogène (EDF veut amortir ses lourds investissements dans le Nucléaire avant que nous abordions un monde nouveau : celui de l’Hydrogène…)

M’étant entretenu à plusieurs reprises, ces temps derniers, avec des chefs d’entreprises innovantes ayant investi dans l’hydrogène et les piles à combustible, ils sont unanimes à souligner tout le retard pris par notre Pays dans ce domaine vital. La réglementation française dans ces domaines est beaucoup plus restrictive que celle de nos concurrents (Japon, Corée, Allemagne, Pays scandinaves, USA) et surtout les incitations fiscales pour développer ces secteurs stratégiques (au niveau des PME et des particuliers) sont souvent ridicules par rapport aux autres pays.

Tout pouvait laisser à penser que nous n’allions pas réagir face à la volonté des principaux pétroliers et gaziers du monde de fabriquer de l’hydrogène, en prenant ce H² dans le pétrole ou dans le gaz. Le carbone qui resterait formerait alors des masses de CO2 en s’associant à l’oxygène de l’air.

Cette solution ne ferait qu’alourdir le bilan carbone de notre planète. Aussi, j’espère que de nombreux chercheurs et de nombreux chefs d’entreprises innovantes vont s’associer pour répondre à cet Appel à Manifestations d’Intérêt. Ils sauront démontrer, j’en suis convaincu, que les énergies alternatives (éolien, hydrolien, photovoltaïque, biomasse, etc…) peuvent être des moyens essentiels pour produire de l’hydrogène, en séparant par hydrolyse le H² du O de l’eau.

De plus, il faut arrêter de nous dire et de répéter sans cesse que l’hydrogène est dangereux. Je connais une petite start-up française (Mc Phy Energy) qui sait stocker l’hydrogène sous forme de fines galettes d’hydrures de magnésium solides.

Jusqu’ici, l’hydrogène était stocké sous forme gazeuse (comprimée) ou liquide. Maintenant, il est possible de stocker l’hydrogène sous forme solide. Cette nouvelle approche est beaucoup plus sûre et moins coûteuse que les technologies actuelles de stockage de l’hydrogène. Les petites galettes déjà produites par Mc Phy Energy sont capables (et nous ne sommes qu’au début !) d’emmagasiner chacune 0,5 m3 de gaz d’hydrogène.

Nous sommes, avec l’énergie, devant la même problématique que celle qu’à dû affronter l’informatique au début des années 1970. A cette époque, l’essentiel des acteurs pensait que l’avenir se trouvait dans des machines de plus en plus grosses (les mainframes) reliées par des structures pyramidales à leurs utilisateurs.

Et puis patatras…  Le PC et Internet sont arrivés. La puissance informatique se trouve maintenant dans les réseaux et des outils de plus en plus nomades et de plus en plus petits qui sont des serveurs bien plus puissants que les ordinateurs ayant permis à l’Homme d’atterrir sur la Lune à la fin des années 1960.

Tout laisse à penser que l’évolution de la distribution de l’énergie va suivre une voie relativement semblable.

Les producteurs d’énergie vont devenir de plus en plus petits pour arriver, en final, au niveau de l’individu. Ils ont déjà commencé avec le photovoltaïque, mais la réglementation actuelle oblige ces producteurs d’électricité photovoltaïque à revendre leur électricité à EDF. Ils ne sont en vérité que de modestes sous traitants de notre opérateur national avec très peu de marge de manœuvre.

Imaginez que demain, avec les nouvelles éoliennes individuelles qui vont arriver, avec les nouveaux capteurs  solaires, qui sont actuellement développés, qu’un particulier puisse fabriquer et stocker l’hydrogène sous forme non dangereuse. Il suffira alors que la galette d’hydrogène, ainsi produite automatiquement, auto alimente, au moment désiré, une pile à combustible. Le particulier ainsi équipé disposera, au moment où il le voudra, de toute l’électricité dont il aura besoin pour s’éclairer, pour se chauffer, pour faire tourner tous les matériels fonctionnant à l’électricité.

Imaginez, de plus, qu’avec l’hydrogène, que ce particulier aura produit lui-même, il alimente sa voiture (les voitures à hydrogène vont être commercialisées avant 10 ans)… La démonstration sera alors complète : ce particulier ne fera plus appel à un seul gramme de pétrole et n’émettra plus un seul cm3 de CO².

C’est un défi vital qui, ainsi, serait relevé.

Puisse ces Appels à manifestations d’Intérêt faire se lever et s’associer les meilleurs innovants de notre Pays. Ils doivent rendre leur réponse à l’ADEME avant le 27 Août 2011…

René TRÉGOUËT

Sénateur Honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

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  • zelectron

    3/06/2011

    Quid de l'interdiction de l'usage de H² sur la voie publique qui a freiné considérablement notre développement des technologies liées ?

  • tregouet

    3/06/2011

    La règlementation actuelle a été mise en place pour le H² sous forme comprimée ou liquide.
    Les hydrures de magnésium qui stockent l'hydrogène sous forme solide sont totalement inertes.
    Aussi, rien n'interdit de penser que la règlementation évoluera.
    Cordialement
    René TREGOUET

  • JRB

    8/06/2011

    L'hydrogéne comme vecteur dénergie est une fausse piste, même avec les piles à combustible. Elle a été lancée par les constructeurs automobiles parce qu'elle fournit une motorisation sans aucune pollution.
    Mais ils ne considérent le bilan énergétique de l'opération que du réservoir à la roue, alors qu'ils faut -dans un futur proche où l'énergie sera rare et chére- le considérer de la source à la roue.
    Et c'est là que le bilan est catastrophique:

    Rendement énergétique des différentes étapes pour véhicule électrique:
    transport courant 90%; conversion en continu et charge de batterie 85%; rendement moteur électrique 90%: RENDEMENT GLOBAL 69%

    Pour véhicule H2/PAC:
    conversion en continu 95%; electrolyse 75%; compression 90%; transport/transfert 80%; pile à combustible 50%; rendement moteur électrique 90%: RENDEMENT GLOBAL 23% !!!

    (Tiré de Ulf Bossel http://www.efcf.com/reports/E21.pdf)

    En faisant la même opération à partir des combustibles fossiles (mes propres calculs):
    Essence: production 90%; rendement moteur 25%; GLOBAL 23%
    Gazole: production 90%; rendement moteur 35%; GLOBAL 31%
    Hydrogéne ex gaz naturel + PAC: production transport gaz 95%; conversion en H2 60%; reste de la chaine 32%; GLOBAL 18%
    Electricité à partir de centrale thermique: production transport combustible 95%; centrale moderne 42%; reste de la chaine 69%; GLOBAL 27%

    La comparaison est accablante pour l'hydrogéne, quelque soit sa source. Les américains l'ont compris, qui ont cessé de subventionner ce théme de recherche.

  • tregouet

    8/06/2011

    Bonjour,

    Si l'hydrogène devait être produit à partir des combustibles fossiles, il est vrai que votre raisonnement serait tout à fait exact.
    Je vous invite toutefois à relire les derniers paragraphes de mon édito.
    Comme cela est déjà imaginé dans certains pays mais malheureusement pas encore dans notre Pays, l'individu pourra, dans quelques anneés, produire lui-même de l'hydrogène en catalysant l'eau avec une énergie issue soit du solaire, soit du vent.
    Dans ce cas là, l'hydrogène produit par cet individu ne provoquerait aucune émission de CO² et le rendement global de la chaine de production si elle a des conséquences sur la quantité d'hydrogène produite n'a aucun effet sur le bilan CO².
    Cordialement
    René TREGOUET

  • JRB

    8/06/2011

    Il y a des recherches aussi en France sur la décomposition de l'eau par l'énergie solaire. Mais nous et les autres sommes trés loin de déboucher sur une application. Espérons que cela marchera. On devra alors se poser la question: ce systéme sera t-il compétitif avec la production directe de biomasse pour alimenter des centrales (ou faire du biocarburant) ? Il n'y a évidemment pas de réponse aujourd'hui.
    Quant à catalyser avec du vent, je suppose qu'il s'agit de produire de l'électricité pour l'electrolyse. On en revient alors au bilan énergétique à partir d'électricité que je décris .

    Le stockage H2 par les hydrures métalliques est connu depuis longtemps et a suscité beaucoup d'espoirs. Pourquoi n'y a t-il aucune application pratique ?

    Quand on voit le coût réel du KWh photovoltaïque en France avec sa faible productivité, plus l'électrolyse, le stockage H2 et son déstockage, on est extrémement loin du compte, probablement pour longtemps.

    Je ne pense pas que la production d'énergie se miniaturisera. Au contraire, parce que les installations industrielles sont toujours plus performantes que les micro installations:
    * moindre investissement rapporté à la capacité de production
    * moindres pertes énergétiques
    * meilleure optimisation de la production
    * entretien performant
    * redistribution suivant les besoins de chacun (le maillage d'un réseau entre particuliers serait exorbitant)

    Seule la production d'électricité peut être délocalisée chez le particulier parce qu'elle demande de la surface et peu d'entretien et que la redistribution est facile. A condition que sont coût devienne raisonnable.

    Bonne chance tout de même.

    Nous osmmes dans la prospective, je peux me tromper

  • Alleluïa

    7/08/2011

    "EDF veut amortir ses lourds investissements dans le Nucléaire avant que nous abordions un monde nouveau : celui de l’Hydrogène…"

    Erreur de raisonnement : L'électricité nécessaire à l'hydrolise de l'eau pour produire l'H2 viendra en grande partie des centrales nucléaires. Hydrogène et nucléaire vont ensemble. Si l'H2 venait à se développer alors les centrales nucléaires aussi...EDF n'y est pour rien !

    "Imaginez, de plus, qu’avec l’hydrogène, que ce particulier aura produit lui-même, il alimente sa voiture (les voitures à hydrogène vont être commercialisées avant 10 ans)… La démonstration sera alors complète : ce particulier ne fera plus appel à un seul gramme de pétrole et n’émettra plus un seul cm3 de CO²."

    Ce particulier produira comment les 50 kwh de moyenne journalière d'électricité nécessaire pour faire 50 km par jour avec sa voiture ?
    C'est en effet ce qu'il faut produire en ordre de grandeur pour faire l'électrolyse, la compression (700 bars) et le rendement du moteur à combustion.
    Si la pile à combustible venait à se démocratiser (hors de prix aujourd'hui), alors il faudrait encore 30 kwh et le probléme de la production locale est le même.
    Un panneau PV produit en moyenne 0,3 kwh / jour /m2. Il faudrait donc au moins 100 m2 de PV plus l'électrolyseur plus le compresseur, tous d'un coût ... à faire rêver, même en créant une coopérative pour mettre ce matériel en commun et partager les coûts.

    On peut toujours prendre ses désirs (j'ai les mêmes que les vôtres) pour des réalités et il est agréable de rêver mais le futur à 30 ans est plutôt dans la fourniture centralisée d'électricité tant que le soleil ne brillera pas plus intensément et que le vent ne soufflera pas plus fort (sauf pour certains coins de France...).

  • Sylvain D.

    1/09/2012

    @Alleluïa: d'où sortez-vous vos chiffres? ("Ce particulier produira comment les 50 kwh de moyenne journalière d'électricité nécessaire pour faire 50 km par jour avec sa voiture ?")

    Alors que "la station mobile de Honda pourrait produire jusqu’à 1.5 kg d’hydrogène en 24 h. Soit [...] une autonomie de 150 km" (http://h2-france.blogspot.fr/2012/04/honda-et-la-station-mobile-de-recha...)

    Sinon, je pense qu'il n'y a pas qu'une solution.

    Ce qui est inévitable, c'est qu'il faut sortir du tout pétrole. Et le mirage des Gaz de Schiste n'est pas l'Avenir, mais un pis aller avec toujours plus de CO2 et de pollution. Outre les risques écologiques, l'énergie nécessaire pour l'extraire est colossale.
    Toute les énergies fossiles sont limitées, en voie d'extinction et nuisibles à l'environnement du fait de l'effet de serre.

    L'hydrogène a le double avantage d'être zéro-émission de CO2 (si tant est que l'énergie utilisée est dite "verte") et de réinjecter de l'oxygène à partir de l'eau ainsi transformée et donc d'équilibrer notre bilan carbonique.

    On le sait, la voiture électrique n'est pas la panacée. Autonomie faible, temps de charge long, etc. Et problème de capacité de fabrication et du recyclage des batteries...
    Mais ça marche! Et les initiatives comme Auto'Lib offrent une réelle perspective pour une utilisation urbaine.
    Mais quid du péri-urbain voire des longs trajets...

    Je prends mon cas. J'ai la chance d'habiter dans une maison individuelle.
    La contrepartie, c'est que j'habite à 35km de Paris dans un lieu très peu accessible au transports en commun (sauf à passer 2 à 3H dans les transports contre 1H à 1H30 max. en voiture).
    Qui plus est, mon activité m'amène à faire régulièrement des déplacements fréquents en journée en Ile de France.
    Je fais donc au moins 70km par jour voire 100 à 150km certains jours quand l'autonomie (calcul théorique optimal indiqué par les constructeurs) est de 150km maximum!...
    Je me vois mal, en panne de batterie sur l'autoroute à 20H le soir (voire 22H ou minuit, si je suis aller dîner à Paris...) attendre une dépanneuse qui ne saura que ramener ma voiture au garage au lieu de me refaire le plein...

    Donc je vois la voiture à Hydrogène comme la solution idéale me concernant et la voiture 100% électrique idéale pour une utilisation 100% urbaine (ex: Auto'Lib).
    J'ai de quoi produire ma propre énergie grâce à l'énergie solaire et l'autonomie offerte est nettement plus intéressante que la voiture électrique.
    Et le Week-end, comme je fais beaucoup moins de km mais que ma station produit en permanence, je serais même excédentaire et donc pourrais utiliser cette réserve de sécurité soit pour d'autres usages (éventuellement domestiques) voire revendre mon excédent.

    Mais vous pensez bien que ce modèle économique, comme celui de la maison autonome (auto-suffisante en énergie, eau, électricité) n'est pas intéressant pour nos gaziers et pétroliers (TOTAL, GDF, etc.), distributeurs de carburant (TOTAL, grandes surfaces, etc.) ou d'électricité (EDF, GDF, etc.), etc.

    Voilà pourquoi ces solutions n'émergent pas alors que c'est LA SOLUTION! (en tout cas pour le particulier car il y a aussi le transport routier, les avions, les industries, etc. et tous ne pourront pas fonctionner à l'électrique ou à l'hydrogène)

    Cela coûte plus cher me direz-vous. C'est vrai. Mais, non seulement, les effets d'échelle feront que ça coûtera de moins en moins cher, mais c'est tellement plus durable... L'énergie solaire n'est pas prête de s'épuiser, elle!

    Au plaisir d'avoir vos avis et réactions.

    Sylvain

  • Marc

    9/08/2011

    Il serait temps que le France réagisse pour développer son propre matériel capable de faire de l'hydrogène, à base de l'eau ou directement par des panneaux photovoltaïques (techniquement c'est possible) .
    Sinon nous serons encore dépendant de fabrications étrangères et nous ne pourront même pas exporter cette technologie (attention pas en donnant une partie de nos brevet en échange). Actuellement, il me semble bien que les éoliennes proviennent toutes de l'étranger...
    Il faut arrêter d'être dépendants, nous avons des chercheurs et des entreprises compétentes, alors utilisons les...

  • DomiM

    21/01/2013

    Bonjour,

    L'alternative beaucoup plus rentable grâce à un rendement de 70% c'est le redox flow

    « Ces batteries sont basées sur des électrolytes liquides. Ils peuvent donc être rechargés à la station-service en quelques minutes : l'électrolyte déchargé est simplement pompé hors du réservoir et remplacé avec un liquide chargé, affirme Jens Noack, ingénieur à l'ICT. L'électrolyte pompé peut être rechargé en station-service, par exemple, grâce à une éolienne ou à une structure solaire. »

    http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/des-b...

  • FAMEREE

    27/04/2013

    Pour moi, l'H2 est incontestablement LE ou un des principaux vecteurs énergétiques de l'avenir tout proche.. On peut oublier les ballonnets, le zepling etc. Mc Phy grâce à ses hydrures solides (MgH2) provoque un choc de paradigme dans le domaine énergétique, si ON les laisse faire.
    Déjà les majors de l'énergie dans le monde entier investissent dans le projet, car ils savent que c'est la solution ou plutôt un panelde solutions.Qu'est-ce qu'on 'a pas entendu sur le photovoltaïque, l'éolien.. Une installation PV coûte actuellement le quart ou le tiers du prix d'il ya 5ans. De deux,si l'énergie n'est pas stockable ACTUELLEMENT, le surplus nucléaire, PV eolien peut permettre de faire l'électrolyse de l'eau et d'injecter directement de 5 à I5% dans le réseau adapté de gaz naturel. Fameuse avancée et coût de stockage quasi nul. (sauf adaptation du réseau). Cet hydrogène peut être injecté dans du magnésium pour former l'hydrure solide de magnésium. (procédé exothermique). Le stockage en galettes sans danger, stockable et H2 désorbable grâce à l'augmentation de la température. (Chaleur déjà disponible par les moteurs conventionnels, la PAC n'ayant qu'un rendement d'environ 50%.La crainte des pétroliers et la crise des secteurs énergétiques, c'est que les citoyens cessent des pigeons payeurs, alors qu'il sera facilement possible dans un temps assez court de gérer sa production et ses usages, de recharger sa voiture qui sera sa centrale énergétique, mais il faudra bien une installation de 2OkW crête si l'on veut en toute sécurité couvrir tous les besoins d'un ménage, chauffage et déplacements compris sachant qu'un petit véhicule électrique consomme au minimum environ 2OO watts par km. La facture d'électricité étant devenue une feuille d'impôts, même si le rendement technique reste à améliorer, il y aurait déjà selon les cas environ 4O% de taxes et charges en moins en étant autonome, à moins d'un coup de jarnac fiscal tombant sur les pionniers de l'autonomie énergétique, ce à quoi on doit se préparer.
    A mon humble avis, la solution est un micro-réseau de quartier ou d'immeuble.
    Quel enjeu stratégique cette autonomie représente à l'avenir , c'est considérable, mais nos politiques sont trop occupés par leurs avantages, q'u'ils seront une guerre énergétique en retard.

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