L’hydrogène se développe avec la mobilité propre au Canada

L’hydrogène se développe avec la mobilité propre au Canada

Le 25 février 2019, Air Liquide annonce qu’il va construire le plus grand électrolyseur PEM du monde. Cette future usine produira de l’hydrogène décarboné. Pour le Canada, qui doit accueillir l’usine, il s’agit d’une avancée de plus dans le développement de la mobilité propre. Le pays est déjà très mobilisé en faveur de l’hydrogène : il a notamment commencé à se doter de stations-service hydrogène.

Air Liquide produira de l’hydrogène décarboné

Actuellement, “Air Liquide commercialise 14 milliards de m3 d’hydrogène par an“. Seulement pour l’instant, l’hydrogène s’avère encore coûteux à produire. De plus, il est largement tributaire des énergies fossiles. Mais tout cela pourrait bientôt changer.

Air Liquide souhaite s’émanciper des énergies fossiles grâce à une chaîne de production décarbonée. Pour cela, le groupe coopère notamment avec le canadien Hydrogenics. Ce spécialiste fournira l’électrolyseur de la future usine. Cet électrolyseur PEM sera le plus grand du monde. Il sera alimenté par une électricité issue des énergies renouvelables. Grâce aux performances du futur catalyseur, Air Liquide pourra augmenter drastiquement sa production journalière. L’usine devrait ainsi produire 8 tonnes d’hydrogène décarboné par jour en plus.

Air Liquide a choisi d’implanter cette nouvelle unité de production d’hydrogène à Bécancour, dans la province de Québec. L’entreprise française y possède déjà un site de production. Pour le directeur général adjoint, Michael J. Graff, “Ces investissements sont en ligne avec les objectifs climat du Groupe visant à réduire l’intensité carbone de ses activités, agir avec ses clients pour une industrie durable et favoriser l’émergence d’une société bas carbone“. Un choix qui s’explique aussi par l’essor que connait actuellement l’hydrogène au Canada.

Le Canada prépare un réseau de stations-service

Le 15 juin 2018, le Canada a inauguré sa première station service pour les véhicules à hydrogène des particuliers. La station fait partie du réseau Shell, mais elle est le fruit d’un partenariat avec Hydrogen Technology & Energie Corporation (HTEC). Elle est située dans une zone d’activités au sud de Vancouver. Cette grande ville fait partie de la province de la Colombie-Britannique, qui est particulièrement engagée dans la promotion de la mobilité propre. La province porte l’ambition de développer le premier réseau de stations de recharge à hydrogène du Canada.

Le développement de stations d’hydrogène avance plus lentement dans le reste du pays, mais plusieurs provinces ont déjà donné le feu vert pour le développement d’un réseau de stations. Dans la province de Québec, la première station a été inaugurée en janvier dernier. À l’avenir, le ministre de l’Énergie et des Ressources naturelles, Pierre Moreau,  veut “fabriquer de l’hydrogène à partir de l’hydroélectricité“, afin de devenir “le premier producteur d’hydrogène propre dans le monde“.

Mobilité propre : des constructeurs automobiles déjà mobilisés

Parallèlement, les constructeurs automobiles présents au Canada sont depuis longtemps mobilisés en faveur de l’hydrogène. Ils ont même fondé la Canadian FCEV Coalition : la coalition des constructeurs de véhicules automobiles électriques à pile à combustible à hydrogène. Le but de ce regroupement privé est de favoriser le développement d’un parc automobile alternatif. Au total, elle vise la commercialisation de 2 millions de véhicules à l’horizon 2025. Avant, le pays doit se doter d’un réseau suffisant de stations-service hydrogène. Ces infrastructures sont indispensables pour couvrir les besoins des véhicules mis en circulation.

Plusieurs modèles sont néanmoins déjà disponibles à la vente, comme la Hyundaï Nexo, la Mirai de Toyota et la berline Clarity Fuel Cell de Honda. Ces dernières années, les constructeurs asiatiques ont d’ailleurs fait du Canada une terre d’élection pour dévoiler leurs véhicules à hydrogène. Le président de la filiale canadienne de Hyundai par exemple s’est déjà exprimé en faveur du développement des stations-service hydrogène au Canada. Selon lui, “l’hydrogène est le carburant alternatif le plus approprié pour le public canadien“.

Crédit photo : ©Lotfi BM

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • Des chercheurs de KU Leuven (Belgique) ont développé un panneau solaire qui produit de l’hydrogène à partir de l’humidité de l’air. Par panneau (1,6 m²), 15% de la lumière du soleil est directement convertie en hydrogène gazeux, ce qui correspond à 250 litres par jour, un record mondial. 20 de ces panneaux pourraient fournir de l’électricité et du chauffage à une famille pendant une année entière.

    L’hydrogène produit en été peut être stocké dans un réservoir sous pression souterrain pour les mois d’hiver. Une famille aurait besoin d’environ 4 mètres cubes de stockage. C’est la taille d’un réservoir de mazout classique.

    “Nous voulions concevoir quelque chose de durable, abordable et utilisable partout. Nous travaillons avec des matières premières bon marché et n’avons pas besoin de métaux précieux ou d’autres composants coûteux. Avec cette invention, l’avenir de l’énergie verte pourrait être très différent. L’accent sera mis beaucoup moins sur les grandes unités de production que sur la combinaison avec des sources locales plus petites. Des transports d’énergie moins gourmands en énergie seront également nécessaires” précise le Pr. Johan Martens, l’un des scientifiques concepteurs du projet.

    https://nieuws.kuleuven.be/en/content/2019/belgian-scientists-crack-the-code-for-affordable-eco-friendly-hydrogen-gas

    .

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  • Une étude scientifique conjointe des universités de Munich, Mannheim (Allemagne) et Stanford (Etats-Unis) constate que l’hydrogène produit à partir de l’énergie éolienne en Allemagne et au Texas est déjà compétitive pour les petits et moyens utilisateurs de gaz.

    De même “l’hydrogène renouvelable” va devenir concurrentiel comparé aux approvisionnements industriels actuels à grande échelle en combustibles fossiles au cours de la décennie.

    Cela est dû à la baisse du coût de l’énergie éolienne et aux technologies d’électrolyse utilisées.

    Une autre étude universitaire récente sur le rôle de l’hydrogène dans une économie à faible émission de carbone, conclue que la baisse des coûts de l’électrolyse et la modification des cadres réglementaires nationaux pourraient rentabiliser la production d’électricité en gaz d’ici 10 à 15 ans.

    Ces études font partie d’une documentation de plus en plus abondante qui soutient que la baisse du coût des énergies renouvelables, combinée à l’important potentiel de réduction des coûts de la technologie Power to Gas (P2G), pourrait aboutir à une production d’hydrogène beaucoup moins coûteuse que beaucoup l’avaient cru auparavant.

    L’histoire a montré que le déploiement des énergies renouvelables peut se faire plus rapidement que certains ne l’avaient prévu.

    L’hydrogène renouvelable est actuellement économiquement viable – ce qui signifie qu’il pourrait offrir un meilleur rendement que l’investissement dans une centrale électrique renouvelable sans hydrogène – s’il est vendu au moins 3,23 $ le kilogramme (kg) en Allemagne et 3,53 $/kg au Texas.

    La production d’hydrogène renouvelable au Royaume-Uni devrait être encore plus favorable qu’en Allemagne. C’est parce que le Royaume-Uni est plus venteux que l’Allemagne.

    “Fondamentalement, plus l’intensité du vent est élevée, plus le coût d’obtention de l’électricité à partir du vent est faible. Et c’est un facteur important dans toute l’équation.”

    https://www.carbonbrief.org/renewable-hydrogen-already-cost-competative-say-researchers

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  • La demande mondiale de technologies d’électrolyse pour produire de “l’hydrogène renouvelable” est estimée à plus de 3 000 GW.

    En outre, de nombreux secteurs, comme le transport routier longue distance, le transport aérien ou maritime, nécessitent des alternatives au diesel fossile et au kérosène, que les carburants renouvelables peuvent fournir, grâce à leur excellente transportabilité à travers les infrastructures existantes.

    En plus de la production de carburants, le gaz de synthèse attire des clients issus d’un large éventail d’industries (industrie chimique, plasturgie, secteur cosmétique etc)

    Exemple de production, avec environ 80 % d’efficacité à l’échelle industrielle, de gaz de synthèse en une seule étape avec de l’eau, CO2 et électricité renouvelable. Cela réduit considérablement les coûts d’investissement et d’exploitation des projets Power-to-X (e-Crude, e-fuels).

    https://www.sunfire.de/en/company/news/detail/breakthrough-for-power-to-x-sunfire-puts-first-co-electrolysis-into-operation-and-starts-scaling

    .

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  • Bonjour,
    Oui, je souscris pleinement à cette “orientation Hydrogène pour alimenter avec PAC la mobilité électrique des véhicules”.
    Néanmoins, je voudrai souligner 2 axes / aspects IMPORTANTS:
    2 axes / aspects complémentaires à considérer:
    1) En complément de Hydrogène + PAC , prévoir une taille de batterie ad hoc pour récupérer les kWhs Energie Cinétique générés lors de la déccelération / freinage, (sinon perdus!). Cette batterie pourra alimenter le moteur de traction en complément des kWhs issus de la PAC.
    2) alternative au stockage H2 sous 700 bars !
    “…c’est son transport et son stockage à 700 bars, qui posent encore certains problèmes”,
    en tant que Solutions à ces 2 problèmes majeurs, HySiLabs semble avoir trouvé des solutions tout simplement géniales !…en phase finale avant commercialisation, semble-t-il.
    http://www.wedemain.fr/HySiLabs-revolutionne-le-transport-de-l-hydrogene_a3463.html
    A suivre
    Salutations
    Guydegif(91)

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  • Bonjour Guydegif, bonne remarque ! La récupération d’énergie au freinage diminue aussi nettement les particules émises par les plaquettes de freins.

    Production d’hydrogène à prix compétitif avec l’essence détaxée, obtenue localement par thermolyse de résidus de biomasse et autres déchets avec un rendement de plus de 90%

    https://www.haffner-energy.com/hydrogene

    Il faudrait réserver l’hydrogène aux véhicules “lourds et longues distances” (camions, bus, trains, bateaux etc) car :

    – si l’électrolyse de l’eau atteint des rendements au mieux de 96% (mais souvent plutôt 82% pour les unités locales), une excellente pile à combustible plafonne à 60 voire 65%. Bilan complet au mieux 62%. Une voiture légère a batterie a certes des pertes mais des rendements comparatifs très supérieurs en usage régulier.

    Si l’on veut supprimer rapidement les importations d’énergies fossiles (pétrole et gaz), il va falloir compter notamment sur l’hydrogène, le Power to gas etc qui manqueront. Il y a donc lieu d’utiliser l’hydrogène que pour ses usages les plus efficients à savoir les transports lourds et longues distances plutôt que les véhicules légers courants.

    – l’électrolyse de l’eau et donc les véhicules hydrogène sont les plus consommateurs d’eau et de loin et çà ne manquera pas de poser problèmes dans de plus en plus de pays et régions.

    – un véhicule léger à hydrogène va généralement coûter plus cher, de même qu’en entretien et la durée de vie de la Pac semble jusqu’à présent un peu moins bonne que celle des batteries qui vont notamment s’orienter vers le Na-ion (Tiamat etc) dont la ressource (sel) est très courante et moins chère avec un très bon bilan complet.

    – on peut aisément charger son véhicule léger électrique à domicile, au bureau, avec charge solaire intégrée sur le véhicule (Lightyear One etc) à très bas prix, voir zéro avec l’énergie solaire type capteurs hybrides sur toiture de bâtiment dont on utilise les excédents. C’est jusqu’à présent plus cher et un peu plus risqué de produire son hydrogène à domicile, au bureau etc.

    – on développe un réseau de charge électrique coûteux. Doubler le réseau avec un réseau hydrogène complet dans l’esprit d’alimenter des véhicules légers pour tout le monde devient une dépense au total énorme avec leurs coûts d’entretien. Sans oublier qu’il y a aussi des véhicules au biogaz et biométhane.

    Il est donc important de distinguer les meilleures utilisations possibles selon chaque mode énergétique et ne pas laisser le commerce imposer à nouveau des formes de dépendance énergétique pour des questions financières alors que le public a déjà à charge une dette considérable pour les décennies à venir.

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  • Procédé de production d’hydrogène à la demande, à haut rendement, directement sur un véhicule et neutre en C02 (Univ. of Massachusetts Lowell). Il ne stocke pas d’hydrogène gazeux, donc il est sûr et ne pose aucun problème de stockage ou de transport.

    Il utilise pour catalyseur du carbonate de cobalt (qui ne change pas et n’est pas consommé, il sert simplement à faciliter la conversion du cobalt-métal en oxyde de cobalt).

    L’installation expérimentale est constituée d’une cartouche en inox remplie de cobalt. Une solution de carbonate composée de dioxyde de carbone et d’eau est pompée à travers la cartouche, qui est réchauffée à environ 150 degrés Fahrenheit (65°C). La solution est comprimée à environ trois atmosphères, soit 45 livres par pouce carré, ce qui correspond à peu près à la même pression que dans un pneu de voiture. Des nanostructures facilitent la production d’hydrogène.

    Cette conversion produit de l’hydrogène et relâche le dioxyde de carbone. Une fois que l’on arrête l’écoulement de la solution de carbonate ou que l’on relâche la pression dans la chambre de réaction, la production d’hydrogène s’arrête.

    L’hydrogène de la cartouche peut aller directement dans la pile à combustible où il est mélangé à l’oxygène de l’atmosphère pour produire de l’électricité et de l’eau. Cette dernière peut ensuite être réinjectée dans le réservoir et mélangée avec le carbonate pour former la solution catalytique. L’électricité produite par la pile à combustible peut alimenter l’ensemble d’un véhicules et de ses fonctions.

    Le cobalt métal nanostructuré, qui se présente sous forme de poudre, est stable et relativement sûr à manipuler. Le cobalt n’est pas très coûteux à extraire ou à produire synthétiquement. Il est largement utilisé dans l’acier et d’autres alliages ainsi que dans les aimants, les batteries, la galvanoplastie, le verre et la céramique.

    Une fois que le cobalt métal contenu dans la cartouche est épuisé – c’est-à-dire converti en oxyde de cobalt – le conducteur peut remplacer la cartouche par une nouvelle tous les 300 à 400 milles (env. 480 à 650 km). Le cobalt contenu dans l’ancienne cartouche peut alors être régénéré à l’aide d’une source d’énergie renouvelable sans émissions.

    Au lieu d’aller dans une station-service faire le plein, il est ainsi possible de se procurer autant de cartouches que nécessaire.

    La technologie de l’hydrogène catalytique de l’équipe a été découverte par hasard au cours d’un autre projet de recherche : l’utilisation du cobalt comme catalyseur pour convertir le dioxyde de carbone de l’atmosphère en combustibles hydrocarbonés neutres.

    L’objectif des chercheurs est de créer un cycle renouvelable – on brûle des hydrocarbures comme combustible et le dioxyde de carbone produit par la combustion est reconverti en hydrocarbures. Cette technologie utilise du cobalt nanostructuré et de l’énergie solaire dans un procédé photocatalytique pour produire des hydrocarbures à partir du dioxyde de carbone.

    https://www.uml.edu/News/stories/2019/Ryan-catalytic-hydrogen-technology.aspx

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  • les véhicules à hydrogène seront finalement une bien meilleure solution écologique que les électriques, compte tenu que la fabrication et l’utilisation massive et croissante des batteries des véhicules électriques présentent des risques importants, du fait principalement des substances chimiques toxiques et corrosives (métaux lourds, acides, alcalis) qu’ elles contiennent : http://www.officiel-prevention.com/protections-collectives-organisation-ergonomie/risque-chimique/detail_dossier_CHSCT.php?rub=38&ssrub=69&dossid=526

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