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Mardi, 15 Janvier 2019 14:39

Chimère ou réalité

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mis à jour le 13 janvier 2019

Chimère ou réalité

L'hydrogène en remplacement du
Gazole

Depuis quelques essais en Allemagne d'un autorail fonctionnant à basse d'hydrogène avec une pile à combustion, et sans attendre les études économiques de cette solution miracle, nos élus de tout poil se lancent à tête perdue dans cette voie novatrice aux frais des contribuables sans aucun débats publics, ni garde-fous.

Vous, électeurs, mais surtout contribuables, vous êtes les responsables financiers des égarements de vos élus sur lesquels vous n'avez aucun contrôle. Souvenez-vous des loupés techniques et financiers que furent les TVR (tramway monorail ou sans rail de Nancy et de Caen), du tramway à guidage magnétique de Douai (Evéole), du Pona qui na jamais marché, allez-vous laisser les élus vous emporter dans une nouvelle aventure ruineuse financièrement et techniquement énergivore ?




La récupération de l'énergie cinétique lors du freinage et son stockage sous forme d'électricité dans des batteries est une bonne chose. L'énergie est réutilisée quand il faut "tractionner". Cette technique est au point et domestiquée. Elle fait effectivement économiser de l'énergie. 20% semble optimistent, mais on peut l'admettre.

Nous allons démontrer :

- Que le gain en CO2 est factice.
- Que la chaîne production d'hydrogène est onéreuse,
- Que le stockage, le transport et le transvasement de dernier est loin d'être résolu,
- Que le rendement des piles à combustion Hydrogène-Oxygène est faible,
- Que le matériel testé en Allemagne ne peut convenir sur des petites lignes sinueuses et montagnardes.


La production d'Hydrogène :

À l'inverse d'autres sources permanentes d'énergie comme le charbon, le pétrole, l'uranium, l'Hydrogène ne se trouve pas sous forme natif exploitable dans la nature. Il n'y a pas d'hydrogène natif sur la terre, ce gaz, de masse moléculaire 2 (H2), est tellement léger que les molécules d'hydrogène H2 ne sont pas retenues par l'attraction terrestre et fuient dans l'espace qui, lui, est constitué d'hydrogène ténu et inexploitable. Il faut donc le produire.

Comment produire de l'hydrogène ? Le procédé classique est l'électrolyse de l'eau. De l'eau ? nous en avons, il n'y a qu'à en prendre dans l'océan et à l'électrolyser. Et c'est là que le bât commence à blesser.

Coût de l’hydrogène fabriqué par électrolyse


Chaîne de production de l’hydrogène fabriqué par électrolyse :

Pour électrolyser l'eau, il faut de l'électricité celle-ci peut avoir plusieurs origine :

  • fossile : charbon, pétrole, gaz naturel,
  • minéral : uranium, plutonium (nucléaire),
  • renouvelable : hydro-électrique, solaire, bio-masse,

Le coût de l'hydrogène sera fonction du coût et de la disponibilité de la source initiale produisant le courant électrique.

  • L'électricité d'origine nucléaire est de moindre coût et toujours disponible,
  • L'électricité hydraulique est renouvelable et sans production de CO2, mais limitée aux capacités naturelles
  • l'électricité éolienne et solaire sont chères et aléatoires (absence de vent, présence de nuages, obscurités) Le surcoût est facturé aux familles sur la ligne CSPE par l'EDF.
  • L'usage des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) est contre indiqué en raison de l'émission de gaz à effet de serre.

Coût de l’hydrogène fabriqué par électrolyse :

Évoquer la distribution d’un nouveau vecteur d’énergie, même à un stade préliminaire, exige non seulement une analyse du cycle de vie, mais aussi une analyse économique globale (coût capital, coûts opératoires et maintenance). Le coût de l’hydrogène produit localement par électrolyse est d’abord et avant tout lié à celui de l’électricité, donc à son mode de production. Dans le cas d’une électricité « verte », ce sont les coûts en capitaux du système renouvelable (photovoltaïque, éolien...) qui influeront. Les chiffres varient, selon les auteurs et les hypothèses retenues (taille et performances de l’unité, coût capital...) entre 20 et 70 $/GJ, avec un assez large consensus autour de 27-55 $/GJ (100 -200 €/MWh th) (ou 4– 6 $/kg d'hydrogène, se référant à l'équivalent PCS) pour une durée de fonctionnement supérieure à 7 000 h/an
Extrait de Mémento de l'hydrogène Fiche 3.2.1 de AFHYPAC




Rendement de l'électrolyse de l'eau:

Quelque soit la procédure retenue pour l'électrolyse de l'eau le rendement maximum est de 80%.

Soit une perte de 20% au moins de la puissance électrique par rapport à son usage direct.

Ce que nous devons retenir de cette étude faite par des gens compétents :
  1. Le coût de l'hydrogène produit par électrolyse est de 100 à 200€/MWh,
  2. Quelque soit la procédure retenus le rendement maximum atteint est 80%,
  3. Le coût de l'hydrogène est 4 à 5 fois supérieur au coût du gaz naturel pour même résultat.
  4. Il est très difficile de connaître le coût moyen de production du MWh en raison des diverses sources de production
Peut-on produire autrement de l'hydrogène ?

Par voie chimique :

Il est possible et relativement facilement de produire de l'hydrogène par voie chimique. Cela est appliqué dans les laboratoires ou dans les établissements d'enseignements.

On fait alors agir de l'acide chlorhydrique sur du zinc. Il se dégage alors de l'hydrogène.

Ce qui faut retenir c'est que le zinc est un produit cher et que cette méthode ne permet que de petites productions pour des expériences. Ne peut être retenu pour des applications industrielles ou de transport.

Par reformage des produits pétroliers :

L'hydrogène peut dans certain cas être le sous-produit de transformations industrielles, mais cette production reste marginale, c'est le cas en Allemagne près de Hambourg.

Une méthode déjà plus facile à mettre en œuvre, plus économique est le réformage du méthane.
il est fabriqué 540 milliards de m3/an d'hydrogène, dont plus de 80 % par reformage du méthane !

Le méthane est issu des hydrocarbures. Nous ne quittons pas le domaine des hydrocarbures et des énergies fossiles.

autres sujets à développer :

  • mise sous pression
  • problème du stockage
  • problème du transvasement
  • perte par osmose à travers les parois
  • rendement de la pile à combustible
  • puissance récupérable
Diagramme de l'autorail allemand à hydrogène d'Alstom

mise sous pression, problème du stockage, problème du transvasement, perte par osmose à travers les parois :

L'autorail est équipé de huit réservoirs sur le toit, quatre sur chaque voiture de 180 kg d'hydrogène au total à la pression de 350 bars.
Vouloir emprisonner dans un réservoir 180 kg de la molécule la plus légère de l'univers pose un vrai problème technique.
La molécule d'hydrogène est tellement subtile qu'aucun matériau n'est apte à la conserver éternellement et qu'il faut recharger les réservoirs tous les jours. Le rechargement des réservoirs se fait en 15 minutes.

Toutes ces opérations consomment de l'énergie et donc diminuent le rendement de la chaîne.

Les réservoirs placés sur le toit permettent à l'hydrogène qui fuse à travers les parois des réservoirs de s'échapper dans l'atmosphère. Seulement dans un tunnel l'hydrogène sera confiné et le risque d'explosion ne peut être écarté.

 

 

 

L'hydrogène serait produit à  partir d'électricité de source renouvelable  :

Cette assertion est un escroquerie intellectuelle.

En effet toute la production électrique constitue un mix et il est impossible d'attribuer telle production à telle consommation.

De plus la production d'origine :

  • biomasse,
  • valorisation des déchets,
  • éolien,
  • photovoltaïque,
  • géothermique,
  • marémotrice

est très marginale et ne constitue pas un apport suffisant et permanent pour assurer une exploitation ferroviaire.

Origine de l'électricité EDF en 2016 :

nucléaire
89,13%

On peut utiliser toutes les rhétoriques que l'on veut, il n'en demeure pas moins que l'hydrogène aurait été fabriqué en 2016 à partir de 89% d'origine nucléaire et 4,5% d'origine hydraulique.

Dire "que ce serait à partir de sources renouvelables" est un mensonge.

hydraulique
4,51%
gaz
2,58%
charbon
1,44%
fioul
1,32%
renouvelables
1,02%

 

 

 

Sources :

  • http://www.afhypac.org/documents/tout-savoir/Fiche%203.2.1%20-%20Electrolyse%20de%20l%27eau%20revjanv2017%20ThA.pdf
  • Autorail à Hydrogène ALSTOM Claude Jullien FNAUT-PACA
  • https://jancovici.com/transition-energetique/electricite/quel-est-le-vrai-cout-de-lelectricite/
  • factures d'EDF
  • https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/couts-de-production-de-l-electricite-en-france
Mise à jour le Mardi, 22 Janvier 2019 20:42