Le duel batteries-hydrogène pour la motorisation décarbonée du transport routier

François Chabannes

Coprésident de la Fondation d’entreprise Alcen pour la Connaissance des Énergies

Dans le monde, en 2018, le milliard et demi de véhicules circulant sur les routes grâce à la combustion d’hydrocarbures fossiles aura émis environ 6 milliards de tonnes de dioxyde de carbone, soit plus de 15% des près de 37 milliards de tonnes de CO2 dispersées cette année-là dans l’atmosphère(1).

La transition énergétique impose de substituer rapidement des motorisations totalement décarbonées aux moteurs à combustion interne (MCI) actuels.

La voiture « standard » actuelle exige une énergie d’environ 15 kWh pour vaincre, sur 100 km, les résistances que l’air et le sol opposent à son avancement. Le moteur à combustion interne qui la motorise a un rendement, du carburant à la roue, limité à 25%. Il lui faut donc 6 litres pour parcourir 100 km, sachant que le litre d’essence contient environ 10 kWh d’énergie.

Avec un réservoir de 50 litres, pesant environ 50 kg à vide, l’automobile actuelle a une autonomie de 700 à 800 km. Mais la combustion de cette essence « fossile » produira au moins 100 g de CO2 par km parcouru, soit 10 kg aux 100 km. Le moteur à combustion interne d’hydrocarbures fossiles menace donc directement le climat et doit disparaître dès que possible.

Le moteur électrique, dans ses versions adaptées aux puissances importantes (˃ 10 kW) alimentées en courant alternatif, apparaît tout de suite comme la solution idéale pour se substituer au MCI. Son rendement est excellent (85% et même 90% en version synchrone, triphasée, à aimants permanents). 18 kWh lui suffisent pour motoriser une voiture standard sur 100 km. Pour une autonomie de 700 km, 130 kWh lui sont donc suffisants, soit l’équivalent de 13 l d’essence, au lieu d’environ 50 l pour un MCI performant (7 l/100 km). Par ailleurs, son poids et son encombrement sont trois à quatre fois inférieurs à celui-ci ; on peut le diviser et le répartir entre les quatre essieux du véhicule ; on peut récupérer de l’énergie cinétique pendant la décélération, son circuit d’alimentation (onduleur) étant réversible.

Le match entre moteur thermique et électrique est ainsi gagné sans appel par ce dernier, ce qui en fait une solution acquise pour l’avenir de la motorisation routière décarbonée. Elle sera électrique « à la roue ».

Mais comment alimenter ce moteur avec de l’énergie électrique stockée à bord du véhicule ?

Deux solutions s’affrontent : les batteries lithium-ion (Li-ion), stockant sous forme électrochimique les kilowattheures directement utilisables par le bloc moteur, ou l’hydrogène embarqué dans un réservoir sous très haute pression (700 bars)(2) alimentant une pile à combustible le transformant en électricité.

Le stockage à bord par batterie rechargeable

1) Les batteries au plomb

Les premières batteries rechargeables au plomb datent du 19e siècle (Gaston Plante – 1859) et équipent encore aujourd’hui la quasi-totalité des véhicules à moteur thermique dont elles assurent principalement le démarrage, grâce à leur capacité à fournir des intensités élevées pendant des temps courts.

Les batteries au plomb sont constituées de deux électrodes Pb trempant dans une dilution d’acide sulfurique H2SO4. À la charge, la cathode – fixe le plomb que le courant électrique a dissocié de l’anode +. À la décharge, le reflux du plomb jusqu’à l’anode crée un courant électrique dans le circuit extérieur.

Les défauts majeurs des batteries au plomb sont leur très faible densité massique (15 à 30 Wh/kg), leur poids et la toxicité du plomb. Cependant, malgré des efforts ininterrompus pour l’améliorer ou la remplacer (sodium-soufre notamment), cette technologie a traversé le 20e siècle sans évolution majeure, fait rarissime, en s’imposant dans la durée par un coût de revient au Wh très faible.

2) Les batteries lithium-ion

Dans ce type de batterie, l’ion lithium+ se déplace entre deux électrodes, la cathode (graphite par exemple) à laquelle il est peu lié, l’anode+ (oxyde de cobalt par exemple) pour laquelle il a une forte affinité. Les deux électrodes baignent dans un électrolyte liquide (sel de lithium). Lors de la charge, l’ion Li+ est inséré « de force » dans le graphite. Pendant la décharge, les ions Li+ rejoignent l’anode et les électrons e- migrent vers la cathode.

Les batteries Li-ion ont la qualité majeure de posséder une capacité élevée de stockage d’énergie électrique massique, de 100 à 250 Wh/kg, pour un poids faible, le lithium étant très léger. Elles sont donc particulièrement adaptées au stockage d’électricité embarqué. Leurs principaux défauts sont leur fragilité aux cycles de charge-décharge, qui nécessitent des protocoles rigoureux, leur sensibilité à la température et la réactivité de leurs électrolytes solides. Les batteries Li-ion puissantes sont ainsi équipées d’un circuit de régulation et de protection (BMS : Battery Management System).

Dans les années 1990, l’explosion de l’informatique individuelle suivie de celle des smartphones a rendu crucial le besoin en batteries portables à haute densité d’énergie et de petites puissances. Les petites batteries rechargeables Li-ion ont alors été développées dans l’urgence et ont conquis durablement ces marchés.

Dans un second temps, à partir des années 2000, la prise de conscience climatique commençant à peser en faveur d’une décarbonation rapide de la mobilité, un passage à la voiture électrique est apparu comme la voie à privilégier.

Vers 2010, la maîtrise de l’assemblage des cellules Li-ion en grand nombre étant acquise (stacks), les premières batteries dépassant les 100 Wh/kg furent disponibles et, avec elles, des prototypes de véhicules électriques atteignant 150 km d’autonomie avec 300 kg de batterie, le prix de celle-ci comptant pour près de la moitié de celui du véhicule.

Dès lors, la pression climatique s’intensifiant (COP21, 2015) ainsi que les subventions gouvernementales associées, des efforts considérables en R&D et en investissements dans les infrastructures ont porté sur la densité énergétiques des batteries Li-ion et sur les réseaux de recharge des voitures électriques.

En 2018, des densités de 200 Wh/kg sont maintenant proposées et, en autonomie, la compétitivité avec les voitures thermiques pour une recharge n’est plus hors de portée (700 km). De même, près de 25 000 bornes de recharge sont accessibles au public en France (à fin novembre 2018), dont 1 100 de recharge rapide.

À l’échelle mondiale, les grandes manœuvres industrielles, pour dominer un marché de la batterie automobile qui s’annonce gigantesque, sont déjà largement lancées. L’European Battery Alliance ambitionne de constituer l’Airbus européen face au monopole asiatique qui se dessine, de plus en plus menaçant, autour du géant chinois (CATL).

Simultanément, depuis le début de la décennie, l’hydrogène couplé à la pile à combustible a, lui aussi, posé sa candidature à la mobilité décarbonée.

L’hydrogène, combustible pour la mobilité décarbonée ?

On sait que l’hydrogène est le plus énergétique des gaz. Il contient 33 kWh/kg, soit plus que 3 kg de pétrole. Mais c’est aussi le plus léger des gaz. Il faut au moins le comprimer à 700 bars pour que 7 litres d’hydrogène à cette pression contiennent l’équivalent d’un litre d’essence, et cette compression consomme 15% de l’énergie qu’il contient. On peut aussi le liquéfier : 4 l d’H2 liquide à - 253°C contiennent alors la même énergie qu’un litre d’essence.

Alors pour stocker à bord d’un véhicule l’équivalent énergétique en hydrogène d’un réservoir d’essence courant de 40 litres, pesant 40 kg, il faut un réservoir presque 10 fois plus gros et 6 fois plus lourd, résistant à une pression interne de 700 bars (matériaux composites).

Mais la combustion de l’hydrogène dans l’air donne de l’eau, ce qui qualifie l’hydrogène comme un combustible candidat à la transition énergétique.

1) La voiture à hydrogène

On a vu que le moteur électrique (triphasé, synchrone) à très haut rendement s’impose actuellement comme l’étape finale de la motorisation. Dans un véhicule à hydrogène, ce moteur est alimenté par une pile à combustible (PAC ou FCEV(3)) qui lui fournit de l’électricité à partir d’hydrogène sous haute pression.

2) La pile à combustible

Inventée en même temps que l’électrolyse au 19e siècle (1838), la pile à combustible utilise l’effet inverse. L’hydrogène injecté sur l’anode+ se dissocie en protons et électrons ; ces derniers ne pouvant traverser l’électrolyte passent par le circuit électrique externe, les protons H+, eux, traversent une membrane sélective ultra-fine et viennent se recombiner avec l’air injecté sur la cathode- et donner de l’eau, de la chaleur et de l’électricité.

D’un rendement proche de 50%, la technologie PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), parce qu’elle est adaptée aux températures moyennes de l’utilisation de l’eau (20-100 °C), est privilégiée contre les technologies SOFC (Solid Oxyde Fuel Cell) aux meilleurs rendements mais qui exigent des températures élevées (800°C).

Dans les premières voitures H2 actuellement commercialisées (2017 - Mirai de Toyota), la pile à combustible développe 115 kW vers un moteur électrique de même puissance.

Au-delà des qualités d’autonomie et de rapidité de recharge associées à l’hydrogène, les performances de la PAC constituent aujourd’hui la clé de la compétitivité du véhicule. Un premier obstacle est la durée de vie, aujourd’hui de quelques milliers d’heures, alors que l’objectif est de 2 à 5 ans (de l’ordre de 20 000 à 45 000 h).

Le second obstacle est le coût. Certaines des technologies-clés des PAC sont extrêmement chères, en particulier les membranes transparentes aux ions H+, le platine catalysant la dissociation ainsi que le graphène des électrodes. Le problème reste que, jusqu’ici, les technologies PEMFC n’ont pas été industrialisées au-delà de quelques milliers d’exemplaires.

La conséquence est qu’aujourd’hui, le prix d’une PAC est de l’ordre de 6 000 à 7 000 €(4) pour 110 à 130 kW, prix qu’il faudrait réduire d’au moins un ordre de grandeur pour rivaliser avec les batteries qui sont en pleine progression aussi sur ce point.

3) Le réservoir à hydrogène

Le stockage de l’hydrogène embarqué dans un véhicule se fait aujourd’hui dans un réservoir sous très haute pression (700 bars). 1 kg d’hydrogène correspond environ à une autonomie de 100 km. Les réservoirs des premières voitures à hydrogène contiennent 5 kg d’H2, à 700 bars, dans un volume de 125 litres et pèsent environ 130 kg, s’ajoutant à un poids de PAC d’environ 100 kg. On est loin de la compétitivité avec une voiture thermique, mais des autonomies très grandes sont envisageables, au contraire des batteries actuelles dont le poids leur est proportionnel (1 kg/km).

Notons que les technologies de distribution et de stockage de l’hydrogène pour les usages routiers exigent de très grandes étanchéités opérationnelles, l’hydrogène étant par sa faible densité et sa réactivité, extrêmement « fuitard » et explosif dans l’air (Fukushima Daiichi).

4) Commercialisation et infrastructures

En 2019, seuls Toyota (Mirai), Honda (Clarity) et Hyundai (Nexo) ont commercialisé des voitures à hydrogène, à des prix très élevés autour de 70 000 à 80 000 € et avec des niveaux de développement de prototypes.

Ainsi, pas plus de 6 000 voitures à hydrogène sont aujourd’hui en circulation dans le monde, le facteur limitant étant le manque d’infrastructures de distribution. En France, en 2019, une vingtaine de stations de distribution H2 sont en service pour environ 300 véhicules, essentiellement urbains (Hype). Là aussi, les coûts d’investissements sont rédhibitoires (un million d’euros par station alors que le coût par borne de recharge rapide est de 10 000 à 20 000  € (110 000 bornes dans le monde).

La guerre batterie-hydrogène n’aura pas lieu

1) Certes l’hydrogène a la physique pour lui… (mais pas la chimie)

En densité massique d’énergie, l’hydrogène contient 40 kWh/kg alors qu’une batterie Li-ion atteint 200 Wh/kg.

En autonomie et poids, pour 500 km d’autonomie, il faut :

  • 5 kg d’H2 dans un réservoir de 125 l pesant 130 kg (+ 100 kg de PAC) ;
  • 500 kg de batteries (occupant la place de 5 personnes).

En temps de recharge :

  • H2 : plein en 5 minutes ;
  • Batterie : de 30 minutes (rapide) à 8-10 h.

2) Mais en rendement cumulé, la batterie (70%) est trois fois supérieure à la filière hydrogène, de l’électricité à la roue.

Avec la batterie, tout se passe à bord du véhicule (hors pertes en réseaux – rendement de 95%), la suite des opérations étant la charge (rendement de 99%), la transformation DC/AC en sortie de batterie (92%), l’onduleur (90%), le moteur (90%), soit un rendement global de l’ordre de 70% à 75%.

Avec l’hydrogène, la filière commence au sol. À partir d’un approvisionnement en électricité décarbonée, H2 est produit par électrolyse (rendement 70-80%), puis comprimé à 700 bars (85%), enfin transporté et livré (90%).

Une fois à bord, H2 est retransformé en électricité par la PAC (50-70%), elle-même redressée de DC en AC (92%), ondulée (90%) et motorisée (90%).

Le rendement global pour la filière hydrogène est donc de l’ordre de 20% à 33%.

L’alimentation directe par batterie a donc un rendement 2 à 3 fois supérieur à l’hydrogène + PAC, avec un avantage en « simplicité » qui se traduit drastiquement en coûts d’exploitation, de maintenance et d’investissement.

3) Les coûts kilométriques « à la pompe »

En 2019, l’hydrogène est commercialisé à 11-15 € le kg (33 kWh). À la pompe, l’électricité peut typiquement être facturée de l'ordre de 0,25 €/kWh sur une borne de recharge publique en France (différences de prix en fonction des réseaux de recharge), la recharge étant moins coûteuse à domicile. 

La voiture électrique à batterie consomme 15 à 20 kWh aux 100 km, soit 4 à 5 € / 100 km.

La voiture électrique à hydrogène consomme 1 kg H2 aux 100 km, soit 11 à 15 € / 100 km.

Il y a un rapport 3 en faveur de la batterie.

4) L’offre automobile

Au Salon de l’Auto de mars 2019, plus de 20 modèles de voitures électriques à batterie étaient proposés, dont 5 nouveaux avec des autonomies supérieures à 400 km pour des prix de l’ordre de 35 000 €. Dans le monde, les ventes sont en très forte croissance (+ 20 à 30%) et l’AIE prévoit, en 2030, environ 125 millions de VE, pour plus de 3 millions en 2018, soit 40 fois plus. Dans cette prévision, l’hydrogène n’est pas (encore ?) présent.

5) Le poids de l’innovation

La batterie Li-ion n’a cessé de progresser au service du véhicule électrique, en particulier en densité d’énergie, et le créneau de la supériorité en autonomie qui faisait l’attractivité initiale de l’hydrogène s’est progressivement rétréci. La progression vers le Li-ion à électrolyte solide en particulier, rendant possible des autonomies de 600 km, et des pleins en moins de 10 minutes, grâce à des accus au graphène, grignote actuellement les espoirs qu’avaient suscité les qualités exceptionnelles de l’hydrogène et, en ce qui concerne la mobilité routière pour le grand public, le KO est sans doute proche.

6) L’accès aux métaux rares

Dans la rivalité batterie-hydrogène pour l’alimentation embarquée des voitures électriques, les approvisionnements en lithium pour les batteries et en platine pour les piles à hydrogène sont encore perçus comme des paramètres critiques menaçant par leur rareté le développement de ces deux technologies.

Les batteries Li-ion commercialisées font en effet non seulement un large usage du lithium (3 à 5 kg par véhicule), mais aussi de cobalt, de nickel, de manganèse dans des substrats d’aluminium, de carbone et de cuivre pour la réalisation de leurs électrodes et de leurs structures.

Les perspectives d’une envolée (+ 30%) de la demande annuelle au-delà de la dizaine de millions de véhicules électriques à batteries en 2030 ont donc posé d’emblée le problème des ressources minérales disponibles, en particulier en lithium. Les réserves prouvées sont évaluées aujourd’hui entre 15 et 25 millions de tonnes, concentrées en Amérique Andine (Argentine, Chili, Bolivie, etc.) et en Chine. Mais, après l’habituelle  prophétie initiale des « pénuristes » d’un épuisement prochain de cette ressource, la recherche minière a commencé à en identifier de nouveaux gisements (Afghanistan, Algérie, Portugal, etc.) et en réévaluer les ressources à au moins 60 millions de tonnes. En y ajoutant le lithium récupérable par recyclage des batteries et la possibilité de lui substituer du sodium dans de nouveaux couples électrochimiques, on peut écarter pour la décennie à venir le risque d’une asphyxie de la croissance attendue par manque de ressources minérales, pour se concentrer sur les énormes besoins de financement qu’il va nécessiter.

Dans une pile à hydrogène embarquée sur un véhicule électrique, comme dans la quasi-totalité des piles à combustible (PAC), les réactions d’oxydoréduction aux électrodes et à la traversée des membranes sont catalysées par le platine, rare et coûteux, qui reste encore aujourd’hui la matière première critique quasi-unique des PAC. Les perspectives de l’hydrogène pour motoriser la voiture électrique n’ont pas encore justifié l’effort d’industrialisation des PAC pour en abaisser drastiquement les coûts et en particulier pour substituer au platine des catalyseurs beaucoup moins rares et précieux.

Dans le duel batterie-hydrogène, la dépendance au lithium est nettement moins handicapante que la catalyse par le platine.

7) La lourdeur des investissements

La transition énergétique va entraîner, pour la seule mobilité, des investissements gigantesques en technologies, infrastructures et équipements. Déjà, le montant des subventions accordées aux énergies décarbonées renouvelables, au soutien à l’habitat et aux transports se chiffrent annuellement par milliards d’euros) à l’échelle de la France, par dizaines de milliards d’euros en Chine et en Asie du Sud et proche de la centaine de milliard pour le monde.

Sur tous les postes de la mobilité routière, l’hydrogène est beaucoup plus cher que la batterie et constitue le plus souvent « un investissement déraisonnable ». En outre, la quasi-totalité de l’infrastructure électrique existe déjà contrairement à celle de l’hydrogène.

Conclusion

La bataille pour la mobilité autonome décarbonée paraît donc perdue pour l’hydrogène face à la batterie, sauf dans quelques niches exigeant à la fois de très grandes autonomies pour des véhicules très lourds.

Mais l’hydrogène possède des qualités physiques si exceptionnelles que sa progression ne saurait s’arrêter là. Elle reste d’abord un gaz industriel majeur dont la production par vaporeformage doit être relayée par l’électrolyse à haute température (ou la thermochimie), à partir d’une électricité décarbonée, nucléaire ou intermittente.

Elle doit aussi se développer comme solution de stockage de l’électricité « fatale » de ces intermittentes en plein développement. Elle est enfin un élément clé de la fermeture du cycle du CO2 par méthanation. Il est possible de faire reculer l’empoisonnement de l’atmosphère par le CO2 en le capturant systématiquement partout où l’humanité l’émet massivement aujourd’hui et en le retransformant en hydrocarbure liquide utilisable directement en énergie primaire.

Sources / Notes
  1. 28% en France.
  2. Ou liquéfié.
  3. Fuel Cell Electric Vehicle.
  4. 16 000 $ pour la Honda Clarity (130 kWh).

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Commentaire

Vincent

Quelques remarques :
- ce n'est pas le rendement mais le coût d'une technologie qui fera qu'elle fonctionne ou pas. Une centrale nucléaire ou un panneau solaire a un rendement de 20% (sans prendre en compte la perte liée au stockage pour ce dernier), un moteur thermique a un rendement de 30% grand maximum, auquel il faut rajouter le coût énergétique d'extraction et de raffinage du carburant mais toutes ces technologies ont finalement fonctionné car elles sont malgré tout rentables. Comparer le rendement de la filière hydrogène et de la filière batterie n'a donc pas lieu d'être, c'est uniquement le cout final (comme vous le faites par ailleurs) qui a du sens.
- en ce qui concerne la criticité des métaux : écarter la pénurie pour les 10 années à venir est clairement court-termiste. Il faut 25 ans entre la découverte d'un nouveau gisement et son exploitation (et cette valeur, c'est sans compter les réticences de plus en plus grandes de la population face aux activités minières). De plus, pour les batteries, la plus grande criticité n'est actuellement pas sur le lithium (même s'il y en a une) mais sur le cobalt. Voir par exemple l'excellent article sur la question dans la dernière revue de la SEE. La production de cobalt peut être boostée à environ 200 000 tonnes par an sur la prochaine décennie, auxquels s'ajoutent potentiellement 40000 tonnes annuelles venant du recyclage. Or le besoin en batterie lié à l'expansion prévue des batteries Li-ion amène le besoin à 400 000 tonnes par an, uniquement pour la mobilité (sachant que le besoin en cobalt hors mobilité est d'environ 90 000 tonnes par an actuellement et que ça va également augmenter avec l'expansion du numérique). Le modèle ne tient donc pas et il faudra développer d'autres modèles de batteries moins gourmandes en cobalt, voire exemptes de ce métal (10 ans pour faire ces développements semble très court...).
- en ce qui concerne le platine. Le besoin d'un véhicule hydrogène est du même ordre que celui d'un véhicule diesel (pour les pots catalytiques). Et ce dernier, même s'il est en baisse, aura quand même vécu de belles années. Le platine n'est donc pas un gros problème pour les véhicules H2, d'autant qu'il est facilement recyclable (en comparaison du lithium, par ex). Le problème de la pile à combustible n'est en réalité par le platine mais plutôt a priori la membrane, même si des recherches sont en cours pour diminuer son cout.
- en ce qui concerne la dangerosité, le stockage du H2 est maitrisé et les réservoirs sont conçus pour résister aux chocs (un réservoir 700bar est éprouvé à plus de 1500bar). En cas d'accident, le risque d'éclatement du réservoir est minime. En revanche, en cas d'accident avec véhicules à batterie, si celle ci est impactée, le risque d'incendie est réel (et non maitrisable). D'ailleurs pour l'anecdote, l'hydrogène est autorisé dans les sous marins depuis longtemps, pas les batteries Li-ion, en raison de contraintes de sûreté.

Affirmer que la guerre hydrogène batterie n'aura pas lieu est donc un petit peu rapide. D'ailleurs, il n'est pas question de guerre ici, mais de technologies complémentaires pour décarboner la mobilité avec chacune leurs avantages : les batteries pour la "petite" mobilité (jusqu'aux citadines en gros) et l'hydrogène pour la grosse mobilité (berlines et au delà) ou pour la petite mobilité nécessitant une autonomie améliorée.

William Rahain

tout à fait d'accord, je pense qu'il faut penser duo batterie/hydrogène plutôt que duel.

JACPOL

La recherche aboutira certainement à des résultats encourageants mais pourquoi ne pas, dès maintenant, prendre des mesures courageuses d'économie de carburants automobiles ?
Pourquoi continuer de construire des automobiles de plus en plus sophistiquées, d'une tonne et demi, capables de pointes de vitesse de 200 km/h, pour rouler sur des voies limitées entre 30 et 130 km/h (vitesse moyenne annuelle : 47 km/h), et transporter en moyenne 1,1 passager, sur une distance moyenne de 10 km !!
Nous pourrions parler également des transports en commun insuffisants et mal organisés. Combien de gros bus roulent à vide, ou presque pendant la journée, à la campagne ? De petits bus électriques, par exemple, seraient bien plus efficaces, à tous points de vue : pollution, encombrements dans les villages et sur les petites routes, bruit...

Vincent

Tout à fait d'accord avec vous. Le modèle de la voiture individuelle ne sera de toute façon jamais vertueux, électrique ou pas. Déplacer 80kg de "viande" avec une tonne de métal ou de plastique ne sera jamais un modèle viable, dans le sens transposable à toute l'humanité, du fait de l'épuisement des ressources. ça ne peut qu'être un luxe d'habitants de pays développés.
Il faut donc avant tout plus de sobriété, avec comme vous le dites des véhicules moins puissant et plus de véhicules collectifs. Et une distance de 10km est largement faisable à velo...

Hervé

Bonjour,
Juste un petit bémol: le rendement a une importance quand l’énergie brute est chère. Les heureux propriétaires de voitures américaines qui font du 20l/100km sont assez rares en europe.
Avec un rendement trois fois moindre, vous perdez le coté économique de la voiture électrique. Donc sur le principe l'auteur a raison. A moins d'une amélioration conséquente des performances, cette technologie semble morte pour cet usage.

Vincent

Bonjour,
Si l'énergie brute est chère, l'hydrogène sera cher. Oui bien sur et on en revient à l'argument économique, là encore ça n'est pas intrinsèquement le rendement qui pose problème. Tout dépend de la taille de l'électrolyseur et de la répartition entre CAPEX, OPEX et conso énergétique. De plus, avec le développement des ENR, la cumul d'heures pendant lesquelles l'électricité a un cout marginal augmente d'années en années. L'idée ici n'est bien sur pas de produire l'hydrogène pendant les 10 ou 20% d'heures les plus chères, mais pendant le temps restant (en France, 10% de l'électricité produite n'est pas valorisée actuellement, faute de moyen de la stocker ou de l'exporter, alors qu'on a un réseau avec peu d'ENR actuellement, donc avec une bonne flexibilité).

rochain

Je pense que la complémentarité dont M. Vincent nous fait part est un leurre, elle ne se situe pas dans le domaine du transport mais éventuellement sur le plan du stockage de l'énergie. L'hydrogène est une solution qui semble raisonnable…. à long terme. Mais les batteries des futur millions de VE également, notamment dans le cadre du V2G, mais sous certaines conditions (autoconsommation et chargement des batteries non pas comme aujourd'hui de nuit à un tarif favorable faute d'avoir un autre débouché pour l'électricité nucléaire produite de nuit en dehors de la période diurne de l'activité économique, mais en pleine journée, au Soleil sous les ombrières de parking où dorment ces millions de véhicules qui ont servis uniquement à gagner son lieu de travail).

Parler d'hydrogène pour les longues distances c'est renouveler l'erreur des VT avec d'énormes réservoirs pour faire près de mille m d'une seule traite, ce qui était déjà une aberration. Une autonomie de l'ordre de 400 km qui est déjà acquises avec les batteries est suffisante et bien plus judicieuse que de promener des masses donnant des autonomies du double. Pour le reste je pense que l'article est très objectif et corrobore celui que j'ai publié ici :
https://www.sidpe.fr/wp-content/uploads/2019/04/Lélectromobilité-et-son…
Serge Rochain

Gérard grunblatt

"Alors pour stocker à bord d’un véhicule l’équivalent énergétique en hydrogène d’un réservoir d’essence courant de 40 litres, pesant 40 kg, il faut un véhicule presque 10 fois plus gros et 6 fois plus lourd, résistant à une pression interne de 700 bars (matériaux composites"
Je pense qu'il faut lire ", il faut un reservoir presque 10 fois plus gros et 6..."

Gérard grunblatt

"les protons H+, eux, traversent une membrane sélective ultra-fine et viennent se recombiner avec l’air injecter" : injecté et non injecter

Gérard grunblatt

"le coût par borne de recharge rapide est de 10 000 à 20 000 €" : ce coût paraît très faible si on tient compte des aménagements du réseau électrique pour amener la puissance électriques à cette borne.
Une explication serait souhaitable

Hervé

Il y a une nuance entre la borne de charge rapide qui elle va couter trés cher (reseau ou batterie tapon) et la borne de recharge lente qui se résume à une prise de courant à laquelle il faudra adjoindre un moyen de communication pour la gestion smartgrid du système.
Bien sur la mise en place de bornes en ville a chaque place de Pkg coutera plus cher que la prise posée chaez le particulier.

Bien voir qu'un VE consomme 18Kwh au 100 Km soit environ pour une distance moyenne journalière de 33Km l’équivalent de 6kwh par jour. En gros c'est la conso d'un chauffe eau. 3h x 2Kw. La consommation des VE n'est donc pas un gros problème pour le réseau si elle est placée eu bon moment. Commandé lors des heures creuses, il faudra un sacré parc automobile pour commencer a avoir besoin de renforcer les réseaux. On aura qq difficultés les jours de pointe hivernale mais le reste du temps, pas de gros soucis.

Les bornes de recharge rapides devront souvent être adossées a une batterie tampon et donc leur cout sera élevé, le pris de la recharge aussi et par conséquent leur usage sera plus rare, seulement pour les longs parcours.

RV

La conclusion de Mr F Chabannes est peu claire. Il démontre que l’hydrogène n'as pas d'avenir avec des chiffres qui semblent sortir d'un chapeau.
J'espère que ce monsieur n'influence pas le gouvernement. Mais ça pourrait être le cas, puisqu'en France nous n'investissons pratiquement pas dans ce domaine.

dupont

Ben je développe une batterie a azote liquide recharge en quelques minutes. Donc pas besoin d'énormes batterie au lithium sur les voitures électrique, ma batterie a bord du véhicule les recharges en continue, un peu comme le ferait une pile a combustible.

Julien G.

Une batterie de Tesla consomme 63kg de lithium.

Bertrand Chauvet

Un article à charge anti-H2 truffé d'erreurs. Je n'en relèverai que quelques unes, mais ça fait déjà beaucoup :
Tout d'abord, l'auteur se trompe complètement sur les durées de vie des PAC, il raisonne avec des données anciennes, largement dépassées depuis.
Premièrement, 5000 heures correspondent en théorie à 300 000 km (vitesse moyenne en Europe = 60 km/H). Deuxièmement, toutes les piles récentes sont à plus de 10 000 heures.
Ensuite, il croit que le coût des PAC est lié au platine, ce qui est complètement faux (en quantité de platine, il y a aujourd’hui dans une PAC l’équivalent de 3 pots catalytiques diesels). Le seul problème des PAC est un problème de massification de la production, qui, selon tous les constructeurs automobiles, aussi bien que le DoE et autres, doit chuter de 70% lorsqu’on sera en production de séries industrielles, amenant le FCEV à terme moins cher que les véhicules diesels et batteries.
On sent le gros biais aussi dans son assertion « explosif dans l’air » (Fukushima). L’hydrogène n’est absolument pas explosif dans l’air sauf à ce que cet air soit totalement confiné et que la quantité d'hydrogène atteigne le seuil fatidique (ce qui n'arrive pas dans l'air précisément du fait de sa capacité de dispersion, échappant à l'attraction terrestre à plus de 70 km/h). Le Fukushima est l'exemple type de ce qui ne doit pas se produire dans la nature. Un réacteur noyé d’eau de mer, produisant ainsi des énormes quantités de H2, concentré dans une tour de béton hermétique. Le genre de condition qui n’arrive pas « dans l’air ».
Parler de niveau de développement de prototype pour une Mirai ou une Nexo, on voit que le Monsieur n’a jamais mis les pieds dans une FCEV. Je lui recommande d'aller prendre un taxi Hype, pour voir.
L'auteur parle de 6000 voitures en circulation dans le monde (données de fin 2017), et alors que la production de 30 000 véhicules/an chez Toyota aussi bien que Hyundai ne sera opérationnelle qu’en 2020. Je pourrais lui rappeler qu’en 2012, il ne s’était vendu que 5000 véhicules à batteries en Europe.
Et évidemment, la plus grosse erreur, le plus gros biais, c’est dans le coût des infrastructures de recharge. 1 million d’euros sur une station H2 pour recharger des dizaines de véhicules/jour sur une empreinte foncière limitée = combien de bornes de recharge à quelle puissance (à ce prix là, moins de 7 kVA) avec quelle empreinte foncière pour recharger autant de véhicules que la station H2 ??? LOL. Pour comparer des pommes et des bananes, il faut ramener au dénominateur commun, c'est à dire au coût particulier km rechargé. Là, on s'apperçoit que l'infra de recharge H2 coût 3,5 fois moins cher en Capex que l'infra recharge batteries. Le bilan se ré-équilibre entre les deux du fait d'Opex supérieurs pour H2. Mais à la fin, comme l'a démontré l'étude EY/Michelin pour 24 banques en 2017, l'infra H2 peut générer un ROI de 10%, quand l'infra batterie ne gagnera jamais d'argent. Donc, l'auteur nous recommande une solution qui au final sera payée par le contribuable.
Continuons : comparer aujourd'hui l’offre automobile BEV avec FCEV, c’est la même chose que comparer l’offre de mobiles Nokia, Motorola, Alcatel et Ericsson au milieu des années 90 avec le 1er smartphone de l’époque, l’iPhone 3. On voit qui a gagné à la fin, quand tout le monde se gaussait d’Apple. Les batteries modernes ont bénéficier de dizaines de milliards d'investissements depuis plus de 30 ans, les PAC, on commence à peine.
Le paragraphe sur l’accès des métaux rares est une plaisanterie. Et de l’incompétence, parce qu’on ne sait pas recycler du lithium pour refaire des batteries, à un coût acceptable. Selon le leader mondial du sujet, Solvicore, la seule que l’on peut faire du mix recyclé est de l’utiliser pour faire des panneaux de fibro-ciments.
Le paragraphe sur la lourdeur des investissements est tout aussi spécieux, puisque toutes les études sérieuses ont démontré que le coût du déploiement des infra H2 et Batteries est équivalent (environ 2 K€ par véhicule).
Après, il faudra expliquer à l'auteur que les Chinois sont en train d’arrêter de subventionner les BEV et focalisent maintenant leurs investissements et subventions sur H2. Mais ce monsieur est sûrement plus intelligent que les Chinois...

Hervé

Bonjour Mr Chauvet

Je pense que le risque H2 est surtout lié a une fuite importante dans un local confiné. Il me semble que L'H2 explose pour de larges différences de concentrations. Toutefois la mise en place de systèmes de ventilation adéquats devraient liquider ce problème. ça n'est pas forcement le facteur limitant.

Qu'en est il des informations sur le rendement Prise - roue car aujourd’hui c'est pour moi le principal problème.

Bertrand Chauvet

La question du rendement est un faux problème. Parce que le rendement n'est pas le facteur clef de succès d'une solution énergétique. Sinon, nous n'aurions ni pétrole, ni centrale nucléaire, ni PV etc. Le rendement est seulement un facteur d'amélioration du modèle économique. Vouloir tout ramener au rendement est une vue en silos d'ingénieur, qui ne comprend pas le système énergétique global. Les scénarii développés actuellement par l'Europe dans la stratégie Decarbonizing Roadmap 2050 (un pavé de 400 pages qui évalue les différentes manières d'attendre l'objectif 1,5°C) font TOUS appel à l'hydrogène, parce que sans H2, AUCUN scenario ne permet d'atteindre les objectifs. Il se trouve que H2 est le meilleur vecteur de flexibilité et d'intégration sectorielle entre les ENR et le monde du gaz, qui seul permettra d'assurer la tenue de fréquence du réseau électrique quand le taux d'ENR en Europe sera suffisamment élevé (intermittence). Même RTE et EDF le savent, et l'intègrent dans leurs modèles. Et que se passera-t-il quand nous auront des millions de tonnes de H2 vert disponible ? On aura une énergie propre, 2 fois moins cher que le diesel, stockable sur de longues durées, pour recharger tous nos véhicules électrique en 5 mn. Alors que les batteries posent au contraire un énorme problème de charge du grid existant. Les estimations effectuées par l'Agence Européenne de l'Environnement en 2017 posent qu'il faudra ajouter 150 GW de puissance de production supplémentaire pour atteindre un objectif de 50% de véhicule à batteries en 2050. 10 centrales nucléaires de plus... parce que les gens ne se rechargeront pas tous la nuit à la maison, c'est juste impossible, parce que la majorité de la population vit en zone urbaine sans possibilité de recharger chez eux. Il faut absolument arrêter de fantasmer sur l'idée que la batterie est la seule solution pour convertir tout notre parc de véhicules, c'est un fantasme total, et une escroquerie intellectuelle à laquelle les constructeurs automobiles ne croient même pas (mais Mr Chabannes si, parce qu'il ne pense pas de manière holistique, il pense comme un ingénieur et il fait des erreurs de calcul faut de données correctes). Tous les ans, KPMG interroge 1000 responsables automobiles sur plus de 50 pays, sur tous les sujets de l'avenir de l'automobile. La dernière édition de janvier 2019 : 75% des responsables de l'industrie automobile pense que la batterie faillira et que seul l'hydrogène est une solution viable de long terme. Ne croyez pas en la communication des constructeurs allemands qui veulent s'acheter une virginité de court terme après le diselgate en disant qu'ils ont la solution miracle avec la batterie. C'est purement tactique pour la décennie en cours.

Hervé

Effectivement, la conversion des surplus vers hydrogène parait être une piste intéressante.
Néanmoins il y a quand même une logique économique qui fait que à moment donné qq doit payer. Si on doit brader les surplus, ça signifie que le "non surplus" doit être vendu plus cher. Or à ce jour, sans même parler de la nécessite de stockage des surplus, le cout moyen des ENR a du mal a être placé et n'a pas besoin de cette hausse.

Comprendre que 3MWH de surplus acheté @40€ et stocké avec n=0.33 signifie 1 Mwh restitué @ 120€. (Et 2MWH se sont volatilisés). La surconsommation du surplus lié au piètre rendement va produire une forte demande qui limitera la baisse des cours de l’énergie. Donc le rendement reste un problème de taille dans la concurrence avec les batteries.

D'autre part, les batteries n'ont probablement pas encore atteint l'apogée de leur performances.

Dans ces conditions, il est difficile de savoir ce que demain sera fait mais pour le moment il me semble que l'auteur a raison.

Bertrand Chauvet

La question est de savoir ce que vaut un potentiel d'ENR quand le réseau n'en a pas besoin. Réponse = 0. Il n'est pas produit, ou délesté, il ne vaut rien. S'il ne trouve pas d'acquéreur sur le marché, il ne vaut rien. Donc, vous êtes en train de me parler d'un rendement virtuel sur une production virtuelle qui n'a pas de client. Ça n'a en réalité aucun sens. Et du coup, même un rendement ridicule, disons de 10%, sur un potentiel inexploité, ça vaut beaucoup d'argent. C'est aussi bête que ça. Or, si vous faites de l'électrolyse de l'eau, vous changez de vecteur, votre marché de destination n'est plus le Spot EPEX, c'est à dire un marché de MWh électrique, mais un marché de l'énergie, qui peut être celui du gaz (injection réseau pour le verdir), celui de la méthanation (H2 + capture de CO2 = Syngaz), ou de la pile à combustible, donc un marché de compétition avec un prix de l'énergie fossile. Quand vous comprenez ça, vous pouvez remarquer alors qu'en 2017, plus de 5000 heures par an d'électricité peuvent être achetées en-dessous de 50€/MWh pour faire de l'électrolyse à l'échelle industrielle et produire un hydrogène vert compétitif avec le diesel. En clair, un producteur d'ENR qui tombe hors des tarifs de rachats subventionnés se rend compte qu'il a plus intérêt à faire de l'hydrogène qu'à vendre de l'électricité sur le marché.... alors que le rendement est moindre. Et c'est pour cela que l'on est en train e voir émerger des projets de centaines de MW d'électrolyse en Europe du Nord sur des grands parcs éoliens. Vous comprenez à comprendre pourquoi votre raisonnement du rendement n'a aucun intérêt dans un système énergétique global ?

Hervé

Si le PV ou l’éolien se vends au prix marché et que le reste non vendable est perdu, OUI vous avez raison, c'est toujours mieux d'en faire de l’hydrogène.

Mais si le seuil de rentabilité de l'installation est par ex. à 40€ du Mwh, il faut que la moyenne vente réseau + vente d’hydrogène rapporte au moins ça (rentabilisation des électrolyseurs inclus) sinon c'est la faillite. Donc si la production d’hydrogène est très en dessous ( déficitaire) car mauvais rendement , elle ne sera en aucun cas un débouché entrainant une augmentation importante de la taille des parcs éolien ou PV et par conséquent sa disponibilité sera limitée à la conversion des seuls invendus, le rendement ayant un alors un impact direct sur la quantité d’hydrogène de ce type disponible sur le marché . Pour moi, dans tous les cas le rendement a son importance.

En tout cas, effectivement, j'ai fait quelques calculs d'ordre de grandeur, pour une application de type motricité, avec 33% de rendement de la filière H2 et le cout de l’électricité @ 50€ du Mwh, on arriverais à une compétitivité avec le gasoil HT pour un baril 80$ et rendement moteur moyen 25% , reste à voir les couts de conversion, stockage, commercialisation et de distribution. Je doute que ce soit compétitif tout cela intégré, mais intéressant, à suivre...

Bertrand Chauvet

Il se trouve que c'est mon métier et que je fais des modélisations économiques sur certains très gros projets d'électrolyse H2. Ça fonctionne très bien avec TURPE pour un acheteur intelligent d'électricité. Ça fonctionne encore mieux avec exonérations partielles de TURPE (le TURPE peut représenter de 30 à 60% du coût de production de l'hydrogène). Or, au-delà de 10 MW, vous commencez à entrer dans un monde technique et réglementaire différent, celui de l'électro-intensivité. Au-delà de 40 MW (là où ENEDIS ne fait plus, c'est RTE direct), on entre dans le domaine de la production industrielle. Et on sait mettre de l'hydrogène vert sur le marché moins cher que le diesel.

Hervé

Bonjour,
Oui j'avais cru comprendre que le turpe nuisait au stockage, je ne sais pas ou ça en est sur ce plan. Ils devaient améliorer.
Un stockage à forte capacité, bon marché et avec un bon rendement permettrait de stabiliser le cours du MWH et d'y voir plus clair pour y intégrer les diverses productions pas forcement synchronisées au besoin. L’hydrogène pourrait être éligible a l’inter saisonnier.

Y a t il d'autres pistes que l’hydrogène, comme le méthanol, il me semble que les PAC fonctionnent au méthanol, et ce dernier est bien plus simple a stocker ou distribuer, , enfin à mon avis,...

Bertrand Chauvet

Utiliser des électrons verts, pour faire de l'hydrogène vert, ça fait sens pour le système énergétique global, et ça fait du zéro émission. Si on rajoute du CO et un catalyseur pour faire du méthanol qui émettra du CO2 au final, c'est, comment dirais-je...... pas du tout, du tout, l'objectif. Ni d'un point de vue environnemental, ni d'un point de vue économique.

Emmanuel

L'article est très intéressant, beaucoup de chiffre, d'explications, etc...
Mais,
Il me rend fou de colère !
Je m'explique,
Il commence plutôt bien, avec un état des lieux sur la pollution, sur l'impact environnemental des véhicules, très riches de chiffres.
Puis, il se transforme, petit à petit, vers une raison économique, ....

A ce moment là,
- Pourquoi ne pas rester à nos bons vieux diesel et essence !!! qui sont pour le coup, beaucoup moins coûteux que des véhicules électriques ?
Pourquoi ne parlons nous pas de la pollution générée par les batteries de ces véhicules électriques ? qu'il faudra traiter également.
Alors oui, comme diraient certaines personnes, nous en avons besoin pour alimenter les unités de sauvegarde de PC, ...
Q, Q, O , Q, C, P : Quoi, quand, Combien, Ou, Comment, Pourquoi, ....
Les phrases, les discours se laissent écrire, mais soyons, s'il vous plaît, FACTUEL !
Pourquoi ne parlons nous pas des métaux rares nécessaires à la fabrication des batteries, pour lesquels les ressources naturelles ne suffiront même pas ?
Et nous pourrions en faire une liste tellement longue ....

Oui, aujourd'hui les véhicules à Hydrogène sont coûteux, mais rappelez vous de vos premiers ordinateurs, des premières télévisions, pour être dans des périodes plus récentes des premiers écrans plasma, ...
C'était également très coûteux. Seul le volume et la production en grande série permet d'optimiser les coûts.

Pour ce qui est de la production d'hydrogène, c'est le même principe, j'ai des études en cours pour le produire à des coûts que je qualifie de dérisoires si nous ne parlons que de coûts. Pour ce qui est de l'impact environnemental, il sera très faible.
Développements que je réalise avec également des moyens dérisoires.
Il n'y a aucune raison que de grandes sociétés que je ne citerai pas, avec beaucoup d'Ingénieurs, de Scientifiques, de moyens, ne sachent pas produire cela également de manière dérisoire.
D'autres personnes sont en train de produire de l’hydrogène avec des bactéries, qui permettront en même temps de dépolluée des eaux usées.
....

Et malgré tout cela, malgré ma certitude qu'il ne s'agit que de motivation, pour ne pas employé de mot à la mode actuellement, je reste persuadé que coûte que coûte, nos forces doivent s'unir pour produire ce qui polluera le moins notre planète.

Et pour finir, il serait intéressant que nos économistes et scientifiques ré-équilibrent nos équations qui sont,
- soit purement économique,
- soit purement technique,
en qualifiant ce que coûte aujourd'hui 1 kg de production de CO2 (les décès, les traitements divers et variés, les pertes, ...)

J'arrête là, mon "coup de gueule", mais s'il vous plaît, Messieurs, Personnes Influentes de ce monde, soyez vraiment objectives avant qu'il ne soit trop tard.

dupont

pour diminuer le cout de la voiture a hydrogène, pas besoin d'une pile a combustible de 80 kw , 10 ou 15 kw suffirait pour recharger la batterie de la voiture en continue ce qui réduirait les besoins en lithium et en platine. L'hydrogène et la batterie lithium on plus d'intérêt a s'allier que se battre en duel.

Quaoar

Cf AAQIUS et leur standard STOR-H en déploiement notamment en Chine ... Total censure en France de cette nouvelle technologie de stockage de l'H2 à pression normale sous forme solide ! Mais ils avancent ailleurs, c'est l'essentiel ...

EtDF

Inutile d'en rajouter aux arguments scientifiques, technologiques et économiques donnés ci-dessus par Emmanuel et François Chauvet. Tout ce qu'ils expriment est argumenté et vérifiable sur toutes les meilleures et plus sûres publications actuelles.
On ne peut être que très très étonné de la leçon que tient à nous dispenser Mr François Chabannes, qui selon le web serait Coprésident de Connaissance des Énergies... Juge et procureur.. ça fait beaucoup!
Devant tant d'insuffisances ou plutôt de parti-pris suspects, on peut être tenté de se "débrancher" de la lettre de Connaissance des Énergies.. mais vaut il mieux persévérer et rectifier les contre-vérités (merci Emmanuel et François Chauvet). Comme il a été conseillé, que Monsieur Chabannes prenne connaissance de ce qui a été décidé récemment au plus haut niveau et se met en place en Chine à propos de mobilité hydrogène... Pour mémoire, la Chine a été le promoteur industriel et le premier industriel pour la production de batteries Li et d' EV. On va ainsi répéter "Quand la Chine s"éveillera... à la mobilité hydrogène"... alors qu'en France nous rentrons dans une sieste assistée lithium, qui on le sait est lourdement digestible (recyclable). Parallèlement les informations récentes bruissent d un KO économique potentiel à Tesla... A ce propos, il y a 15 jours, les Chinois se sont fort inquiétés du violent incendie qui a détruit spontanément la Tesla modèle S sagement déposée dans un parking... et si ce n'était que la première !!!
https://www.lepoint.fr/automobile/securite/l-embarassant-incendie-spont…

Hervé

A l'Auteur:
Extrait du texte "Avec la batterie, tout se passe à bord du véhicule (hors pertes en réseaux – rendement de 95%), la suite des opérations étant la charge (rendement de 99%), la transformation DC/AC en sortie de batterie (92%), l’onduleur (90%), le moteur (90%), soit un rendement global de l’ordre de 70% à 75%."

Cette partie du texte me parait ambigue( je connais un peu cette partie du sujet) vous séparez l'onduleur de la conversion DC/AC alors que c'est la même fonction. Le rendement de la charge parait trés élevé...

Le détail semble très approximatif même si le résultat semble assez correct. Le rendement Prise-Roue d'un VE a batterie Lithium est dans la gamme 70-85% selon les technos et l'usage.

Hervé

Est ce que quelqu’un sait ou en est le stockage proposé par MCPhy???

Est ce que ça fait parties des dizaines de solutions miracles qui (selon les escrolos) devaient sauver le monde puis qui ont sombré dans l'oubli par "classique hors sujet technico-économique" ou est ce que ça marche vraiment?

C'est curieux que plus personne n'en parle!?

Bertrand Chauvet

Le coût énergétique de la désorption (montée en température pour que les hydrures relâchent l'hydrogène) pose un problème économique pour cette solution de stockage, et c'est pourquoi McPhy en a pour le moment arrêté la commercialisation. Ce n'était pas la bonne solution dans les conditions technico-économiques actuelles, tout simplement.

Bruno Lalouette

Du puits à la roue j'attend toujours l'émission totale de CO2 de la voiture nucléaire, production d'électricité et recyclage inclus, face à l'essence et au gaz incluant des apports de biogaz et de syngas!
Non, nos transports ne sont pas la priorité, ce sont les bâtiments qui émettent le plus de CO2, en revanche, 90% du fret est transporté par cargos au fioul lourd et nous importons 80% de ce que nous consommons!
Soi-disant nous sommes verts avec le nucléaire, en fait c'est surtout la production de notre consommation qui est délocalisée dans les pays sales...
50000 cargos consommant entre 50 et 300 tonnes de fioul lourd par jour sur 220 jours par an, ont une consommation affichée de 200 millions de tonnes par an.
Sauf que 50 tonnes au minima X 50000 X 220 = 550 millions de tonnes de fioul lourd par an, la vérité doit se situer aux alentour du double, ce qui fait 5 X plus de Co2 émis par les cargos!
Priorités éludées, vérités truquées, telle est notre peine quotidienne!
Pourquoi ce regain d'intérêt pour l'hydrogène?
Simplement parce que les promoteurs du nucléaire envisagent de le produire à partir des centrales!
Alors qu'il est beaucoup plus simple et surtout beaucoup moins dangereux, de produire pour une consommation locale, du syngas à partir du CO2 neutre d'une centrale à bois en cogénération.
En dehors des installations tout reste local dans un rayon de 50 km, complété par les incinérateurs à déchets, les stations d'épuration et les producteurs de biogaz!
Les seuls calculs qui m'intéressent pour la mobilité, sont les volumes potentiels de production au niveau nationale avec le coût moyen du syngas/biogaz?
Sur 50 km, l'on peut imaginer des camions à double volants d'inertie en aluminium/lin, avec des recharges flash sur leurs parcours, ça peut être une roue à aubes avec encore un volant d'inertie pour le stockage, ou une prise directe à la centrale...
Un volant d'inertie dure 30 ans, beaucoup plus que 10000 cycles!
No lithium, no platine, no uranium!
Seulement du bauxite et du minerais de fer sur des cargos au gaz!
L'on peut aussi imaginer du solaire à concentration complémentaire, pour, non pas produire de l'électricité, mais de la chaleur pour des fours à 1000° afin de transformer le Co2 en syngas.
La chimie de la biomasse est beaucoup plus riche que la physique nucléaire, pourtant c'est cette dernière qui capte tout l'investissement...
Réserver la mobilité électrique avec volants d'inertie aux seuls transporteurs professionnels, tout en limitant ces véhicules à l'interrégional et en complétant par du fluvial et du ferroviaire, serait bien plus efficace que le trio explosif, nucléaire, lithium, hydrogène, et l'on supprime ainsi le diesel...

Matières premières abondantes et hybridations des solutions (le ferroutage en est une) à l'opposé d'un dieu nucléaire monopolistique...

Bruno Lalouette

Petit complément:

il faut être responsable!

Pour être responsable, il faut être conscient...

La monnaie, mondiale c'est le pétrole!

Très intelligemment, les américains ont rendu les achats de pétole obligatoires par le biais du dollar pour financer leur déficit qui est dû à 700 milliards de budget militaire, qui représente notre garantie de rester libre à travers l'Otan!

C'est ce qu'on appelle l'hégémonie américaine...

En échangeant le pétrole contre de l'uranium, du lithium et des terres rares, vous êtes en train d'échanger l'imparfaite démocratie américaine contre une parfaite dictature chinoise!

Niveau CO2, il n'y aura pas de gains, vous allez juste gagner un aller simple vers l'enfer du goulag!

La promotion du monde 100% décarboné, n'est pas du tout écologique mais seulement idéologique!

Les banquiers sont des keynésiens, pas du tout des capitalistes, les méga structures en béton du Belt and road, les intéressent au plus haut point, tout comme les centrales nucléaires, les intérêts de cette méga dette planifiée, sont une énorme rente à venir pour eux!

Ceux qui ne finiront pas au goulag paieront la dette!

En gros, il y aura les serfs et les esclaves!

En face, le dollar aura été écroulé, il n'y aura plus personne pour entraver la marche des forces de l'axe sino-russes!

Même si votre carrière en dépend, réfléchissez bien avant de promouvoir le nucléaire et ses dérivés qui servent aussi à fabriquer des armes nucléaires!

https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/le-n…

http://huet.blog.lemonde.fr/2018/01/08/le-nucleaire-chinois-accelere-en…

https://www.ouest-france.fr/economie/entreprises/edf/reacteur-epr-la-ch…

Les chinois, champion du monde de l'industrie légère électronique grâce à leur monopole sur les terres rares et champion du monde du solaire thermique pour leurs besoins en chauffage ( https://www.liberation.fr/planete/2018/04/26/chine-des-investissements-… )
pas plus que l'Iran ou que la Russie avec leur gaz et leur pétrole sans parler du bois et du soleil!

Alors tout ça pourquoi?

choppin

Article extrêmement intéressant, mais il y a un grand absent dans ce débat qui est le moteur à combustion interne qui n'a pas dit son dernier mot, et ce y compris en cycle diesel, et le dossier n'est pas encore fermé. les progres en terme de pollution sont flagrants et il y a encore bien des recherches à complèter dans l'utilisation de mix de carburants, dont en particulier l'hydrogene. Une chose est certaine, l'avenir du MCI ne passe pas par les 4/4 et portant, ils pullulent sur les routes et dans les villes, et ceci pour des raisons n'ayant aucun rapport avec tous les arguments évoqués si dessus, arguments marchands et uniquement marchands donc qui se retournent facilement, il suffit de changer la communication et c'est parti, mais il faut compter avec ça. Mais la conclusion est finalement rassurante: il ne faut rien jeter totalement, ce que le diesel bashing a failli réussir, avant que que les conséquences en soient bien établies. Et pourquoi ne faut-i rien jeter ? Parce que nous travaillons en permanence avec les moyens lambda dont nous disposons à un instant t, nous pouvons à la rigueur estimer ceux dont nous disposerons dans 10-15 ans, mais avec une recherche bien orientée et massive, rien ne permet de dire que nous vivons dans un monde fini, et personne ne peut présumer des résultats des recherches en cours qui à coup sûr donneront des résultats qui in fine, s'il y a une fin, ferons bouger le curseur d'un côté ou d'un autre. Donc travaillions à tout....sauf sur les 4/4 ridicules.Sans compter que la solution peut venir du côté de la cause du mal, le CO2, ça c'est juste pour rassurer les amateurs de 4/4.
Mais en tout cas, il faut saluer le point de départ, lire toue les commentaires, tous intéressants

Hervé

Bonjour Chopin . Je vous ai envoyé un mail mais pas eu de réponse. Je sais pas si votre mail marche sinon je retenterais.

Je suis d'accord avec vous sauf sur un point. Je suis de la campagne de moyenne montagne ou on arrive a vivre sans 4X4 (le véhicule surbaissé consomme moins) mais aprés avoir arraché parechoc sur une bordure de trottoir mal foutue dans une grande ville, je comprends maintenant un peu pourquoi les citadins ont plus besoin de 4X4 que les paysans!
Cdlt,

choppin

J'avais précisément envie d'ajouter que lorsqu'on habite au dessus de 1000m le 4/4 est justifié pour être certain de rentrer chez soi tous les soirs d'hiver. L'incident que vous citez est rare car les gens des villes sont habitués.aux trottoirs de hauteur variable. En revanche dés qu'il y a 3 flocons, c'est la panique.

Nicolas

hors débat d'idée, vous faites une erreur de méthodologie !!!
Il me semble que vous oubliez un GROS facteur de rendement lors de la production électrique.
rendement du nucléaire "classique" 33%
EPR espéré à 36%
charbon (=CO²) 40%

donc votre rendement globale des batteries passe de 70-75% à un minable

23-30%

soit pas mieux que l'hydrogène :-)
en parlant de rendement, égalité.

Vous devriez faire un calcul en parlant d'énergie totale du cycle de vie, avec énergie d'extraction de tous les matériaux (rares ou pas) nécessaires à la fabrication de la solution

Sylvain Paré

Article malheureusement orienté et inexact....

Pour info mon équipe et moi (startup) avons développé un kit de rétrofit h2 "solar fuel" permettant de transformer n'importe quel moteur essence/diesel en véhicule 100% propre, le rejet étant exclusivement de la vapeur d'eau. L'h2 est produit via un procédé "dérivé" (brevet) de l'électrolyse dont le rendement atteint les 80% et quasi sans maintenance/entretien et par voie solaire (pas du PV !). Nous sommes en pourparlers avec plusieurs municipalités/sociétés de transport pour équiper des flottes de véhicules (légers, utilitaires, bus,...). L'industrialisation du kit est particulièrement aisée et le coût de l'installation complète (en une journée) d'environ 2,5 k€ pour un VL, hors subventions. Il est à noter que l'h2 est produit sous forme liquide par voie solaire (à hyper concentration), donc quasi "gratuite" (très bas coût), cela avec un temps de chargement deux fois plus rapide qu'en h2 à 700 bars. L'intérêt de l'h2L (liquide) est de passer à 71kg/m3 Vs 42, et d'éviter les risques d'explosion liés aux réservoirs haute pression ainsi que leur surcoût, de plus l'H2L augmente le rendement thermodynamique global. Le réservoir H2L, peu coûteux, dispose d'un procédé breveté permettant d'éviter toute fuite par diffusion gazeuse ainsi qu'un stockage sécurisé longue durée. Celui ci vient "notamment" en lieu et place du réservoir usuel.

La station "solaire" de production H2L est particulièrement compacte et peu coûteuse, elle est basée sur un procédé breveté de concentrateurs solaires captant jusqu'à 900W/m2 et permettant une conversion particulièrement efficace.
2.500 m2, soit la surface d'une station service conventionnelle, permet de produire jusqu'à 500kg/h2L par jour.

L'objectif ? Proposer une alternative simple, efficace, immédiate et peu coûteuse aux hydrocarbures et autres ENR élec/PAC. Plus d'un milliard de véhicules sont en jeu et 10 millions de morts annuels liés à la pollution atmosphérique ainsi que 100 millions de malades. Les constructeurs automobiles n'ont rien à changer, juste installer ce kit... il suffit d'un peu de volonté politique.

David

Bertrand Chauvet a déja soulevé la plupart des biais de cet article, mais j'en profite pour ajouter quelques éléments:

- Rendement : le rendement des batteries est meilleur, c'est vrai, mais pas d'un facteur 3, car:
* en hiver, il faut consommer de l'électricité pour chauffer l'habitacle tandis que le véhicule H2 utilise les pertes thermiques de la PAC
* la voiture électrique est plus lourde (environ 600 kg de batterie pour 500 km d'autonomie, contre 150 kg de stockage + PAC pour une voiture H2). Il faut donc plus d'énergie pour déplacer la même masse "utile" (les passagers et leurs bagages)
* Les électrolyseurs commencent tout juste leurs développements: les nouvelles générations d'électrolyseurs haute température ont des rendements de 90% contre ~70% pour les électrolyseurs anciens.

Au final, la différence de rendement entre batteries et PAC à niveau de développement technologique et service rendu équivalents est de l'ordre de 1.5 et non pas de 3.

Pour mémoire, un moteur diesel est ~15% meilleur qu'un moteur essence et ça n'empêche pas le diesel d'être moins répandu que l'essence dans le monde.

- Coût des véhicules: il faut comparer ce qui est comparable: évidemment, une Hyundai Nexo de 69 k€ est plus chère qu'une ZOE avec batterie en location. Mais moins cher qu'une Tesla model X 100D à 91,3 k€, qui est aujourd'hui le seul véhicule électrique sur le marché de même gamme et d'une autonomie équivalente.

- Coût infrastructure: Bertrand Chauvet a déja expliqué qu'il faut tenir compte du nombre de véhicule que chaque station permet de recharger. J'ajouterai que l'auteur néglige complètement d'aborder la question du coût du renforcement des réseaux électriques, nécessaire dans le cas de la mobilité batterie, alors que les stations H2 peuvent produire de l'hydrogène en base et recharger ensuite les véhicules en pointe. A titre d'exemple: 1 million de bornes de recharge de 40 kW nécessiteraient une infrastructure de distribution supplémentaire de 40 GW, soit environ la moitié de l'infrastructure existante. Et contrairement à une idée largement répandue, il n'est pas possible de tabler sur des effets de "foisonnement" à l'echelle du réseau local: soit l'ensemble des bornes d'un quartier peuvent être utilisées en même temps, soit il n'est pas la peine de les installer ! A l'échelle du réseau de transport, c'est bien sûr différent, mais des renforcements seront là aussi inévitables, car tous les français rentrent à peu près à la même heure du travail et brancheront leurs véhicules à peu près à la même heure sur le réseau. Il se trouve que cette heure coincide avec celle où l'on observe déjà des pics de consommation liés à l'éclairage et au chauffage.

- Platine: contrairement à ce que prétend l'auteur, la question du platine est un faux problème, car celui-ci est enfermé au coeur de la PAC, avec des polymères et de l'acier. Il est donc très facile de le recycler, contrairement au platine des pots catalytiques qui finit en poussière sur le bord des routes.

- L'auteur oublie complètement de demander leur avis aux automobilistes ;-) Une voiture électrique est une solution acceptable à condition
* de pouvoir la recharger facilement dans la vie quotidienne (quid des 36% de locataires en France, qui ne pourront jamais recharger chez eux, ainsi que de tous les propriétaires d'un appartement, sans place de parking équipée d'une prise électrique d'une capacité suffisante ? )
* d'avoir une autonomie suffisante pour les déplacements occasionnels du week end et des vacances
* de pouvoir se recharger facilement et en sécurité lors des déplacements occasionnels (le contre exemple flagrant étant la borne de recharge rapide du parking IKEA, qui ne résout pas le problème de la "range anxiety" puisque le client qui l'occupe la bloque pendant 2h...)

Bref, un énième article incomplet et à charge....

David

Ah, et il n'y a pas 6000 voiture dans le monde, mais 15000, et quand on ajoute les chariots élévateurs, les bus, les camions, on arrive à 50000.

Brett

Bonjour à tous,

je crois que les jugements de valeur, la malhonnêteté intellectuelle, les procès d'intention, la violence verbale ne font pas avancer la connaissance et paralysent l'action.

Je veux donc simplement partager avec vous l'intime conviction que devant l'urgence climatique, l'extinction des espèces animales ou l'épuisement de nos ressources naturelles, dont nous avons je crois désormais une très bonne et suffisante connaissance aujourd'hui, notre responsabilité d'humain est historique.

Ma conviction profonde acquise après m'être sérieusement intéressé à ce sujet depuis 30 ans au sein d'organismes nationaux et européens publiques (si vous pensez qu'elle est erronée et que vous avez des arguments montrant le contraire je vous remercie de les communiquer, sans aucune ironie de ma part) est que nous perdons notre temps et nos ressources (financières, intellectuelles et naturelles) à débattre sur et lutter pour (ou contre) des technologies.

Celles-ci, même en admettant qu'elles soient réellement plus vertueuses par rapport à la techno prédominante en cause qu'elle est supposée remplacer, ne règlera pas ces immenses défis, loin s'en faut. De nombreuses raisons expliquent cela : facteur temps (de pénétration/renouvellement) au regard des urgences qui sont désormais les nôtres, coûts, effets rebonds annulant les optimisations obtenues, compétition marchande résultant de l'appât du gain et retardant l'émergence des bonnes solutions et conduisant à produire plus donc à puiser davantage encore dans des ressources en baisse, pour une efficacité très limitée finalement au regard des objectifs à atteindre pour éviter l'extinction de notre humanité.

Alors ma conviction est plutôt de sagement considérer d'autres chemins que ceux de l'optimisation technologique (même si l'ingénieur que je suis comprend tout à fait le plaisir, la sensation de puissance, que l'on peut ressentir à les développer) de mettre toute notre intelligence et tous nos moyens dans la mise en œuvre d'une véritable, rapide et efficace transition qui consiste à vivre de manière bien plus sobre, solidaire, modeste, et respectueuse de notre humanité et de notre planète, en se contentant de ce que nous avons déjà, sans produire davantage, en partageant tout ce que nous avons déjà et suffit très largement.

Je ne peux penser que les générations qui nous ont précédés n'était pas moins heureuse que nous avec beaucoup moins de moyens techniques que nous. Le bonheur de vivre est une chance unique et merveilleuse, qui n'a pas besoin des verbes posséder comme aujourd'hui, consommer comme aujourd'hui, produire comme aujourd'hui, dominer ou concurrencer comme aujourd'hui, paraître. Nous avons tous en nous le souvenir d'instants de bonheur qui n'ont rien à voir avec ces verbes, quand nous partageons (donnons et recevons) des moments de joie, d'authenticité et d'amour avec des personnes qui nous sont chères, en toute simplicité, en toute sobriété.

Bien à vous tous

Brett

j'espère que vous me pardonnerez les quelques coquilles dont je viens de m'apercevoir, et que vous m'accorderez qu'elle sont probablement inévitables sans relecture par un tiers ...

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