véhicule à hydrogène : bonne idée?

Bonjour,

Nicolas Hulot a annoncé le lancement d'un grand plan d'investissement de 100 millions d'euros pour faire de la France le leader du marché de l'hydrogène. Est-ce une bonne idée ?

L'hydrogène (ou dihydrogène) n'existe pas sur Terre, il faut donc le produire à partir de molécules hydrogénées comme l'eau H2O, les hydrocarbures comme le gaz naturel méthane CH4, puis le liquéfier ou le comprimer à très haute pression et l'utiliser comme carburant dans une pile à combustible ne produisant que de la vapeur d'eau :

H2 + 1/2 O2 > H2O.

Mais il n'est possible de récupérer qu'au moins 50 % de l'énergie mise en œuvre pour le produire et le comprimer.

60 millions de tonnes d'hydrogène sont produites dans le monde essentiellement à partir de combustibles fossiles (hydrocarbures comme le méthane ...) et est usuellement largement utilisé en chimie et pétrochimie.

Pour décarboner les transports, il faudrait produire l'hydrogène à partir de l'électrolyse de l'eau (dit hydrogène vert)où il se dégage à la cathode de platine. Son cout de revient est très élevé (5 euros le Kg), mais des progrès scientifiques sont possibles (électrolyse à haute température : R&D du CEA) car le développement impose une grande production d'électricité décarbonée comme le nucléaire ou le photovoltaïque.

Actuellement 4 constructeurs proposent des véhicules fonctionnant à hydrogène (Renault, Toyota, Honda, Hyundai) à un prix d'environ 66 000 euros. Il existe 20 stations de recharge d'hydrogène en France sous forme de conteneur à 700 bars.

Les voitures à hydrogène sont les concurrents des voitures électriques : chacune a ses avantages et inconvénients mais les procédés et technologies évoluent.

L'hydrogène pourrait aussi être utilisé pour le chauffage des habitations, mais c'est un autre problème.

voir article dans Le Monde:

https://abonnes.lemonde.fr/economie/article/2018/06/10/hydrogene-revolution-ou-nouvelle-chimere_5312568_3234.html

à l’instant, Pierrot89 a dit :

Bonjour,

Nicolas Hulot a annoncé le lancement d'un grand plan d'investissement de 100 millions d'euros pour faire de la France le leader du marché de l'hydrogène. Est-ce une bonne idée ?

L'hydrogène (ou dihydrogène) n'existe pas sur Terre, il faut donc le produire à partir de molécules hydrogénées comme l'eau H2O, les hydrocarbures comme le gaz naturel méthane CH4, puis le liquéfier ou le comprimer à très haute pression et l'utiliser comme carburant dans une pile à combustible ne produisant que de la vapeur d'eau :

H2 + 1/2 O2 > H2O.

Mais il n'est possible de récupérer qu'au plus 50 % de l'énergie mise en œuvre pour le produire et le comprimer.

60 millions de tonnes d'hydrogène sont produites dans le monde essentiellement à partir de combustibles fossiles (hydrocarbures comme le méthane ...) et est usuellement largement utilisé en chimie et pétrochimie.

Pour décarboner les transports, il faudrait produire l'hydrogène à partir de l'électrolyse de l'eau (dit hydrogène vert)où il se dégage à la cathode de platine. Son cout de revient est très élevé (5 euros le Kg), mais des progrès scientifiques sont possibles (électrolyse à haute température : R&D du CEA) car le développement impose une grande production d'électricité décarbonée comme le nucléaire ou le photovoltaïque.

Actuellement 4 constructeurs proposent des véhicules fonctionnant à hydrogène (Renault, Toyota, Honda, Hyundai) à un prix d'environ 66 000 euros. Il existe 20 stations de recharge d'hydrogène en France sous forme de conteneur à 700 bars.

Les voitures à hydrogène sont les concurrents des voitures électriques : chacune a ses avantages et inconvénients mais les procédés et technologies évoluent.

L'hydrogène pourrait aussi être utilisé pour le chauffage des habitations, mais c'est un autre problème.

voir article dans Le Monde:

https://abonnes.lemonde.fr/economie/article/2018/06/10/hydrogene-revolution-ou-nouvelle-chimere_5312568_3234.html

 

 

La seule option viable est de faire en sorte de diminuer les consommations énergétiques, à l'inverse de la spirale démente dans laquelle on se trouve.

On fonce dans le mur, et notre très cher ministre appuie sur l'accélérateur en se contentant de tourner le regard.

il y a 29 minutes, Pierrot89 a dit :

Bonjour,

Nicolas Hulot a annoncé le lancement d'un grand plan d'investissement de 100 millions d'euros pour faire de la France le leader du marché de l'hydrogène. Est-ce une bonne idée ?

L'hydrogène (ou dihydrogène) n'existe pas sur Terre, il faut donc le produire à partir de molécules hydrogénées comme l'eau H2O, les hydrocarbures comme le gaz naturel méthane CH4, puis le liquéfier ou le comprimer à très haute pression et l'utiliser comme carburant dans une pile à combustible ne produisant que de la vapeur d'eau :

H2 + 1/2 O2 > H2O.

Mais il n'est possible de récupérer qu'au moins 50 % de l'énergie mise en œuvre pour le produire et le comprimer.

60 millions de tonnes d'hydrogène sont produites dans le monde essentiellement à partir de combustibles fossiles (hydrocarbures comme le méthane ...) et est usuellement largement utilisé en chimie et pétrochimie.

Pour décarboner les transports, il faudrait produire l'hydrogène à partir de l'électrolyse de l'eau (dit hydrogène vert)où il se dégage à la cathode de platine. Son cout de revient est très élevé (5 euros le Kg), mais des progrès scientifiques sont possibles (électrolyse à haute température : R&D du CEA) car le développement impose une grande production d'électricité décarbonée comme le nucléaire ou le photovoltaïque.

Actuellement 4 constructeurs proposent des véhicules fonctionnant à hydrogène (Renault, Toyota, Honda, Hyundai) à un prix d'environ 66 000 euros. Il existe 20 stations de recharge d'hydrogène en France sous forme de conteneur à 700 bars.

Les voitures à hydrogène sont les concurrents des voitures électriques : chacune a ses avantages et inconvénients mais les procédés et technologies évoluent.

L'hydrogène pourrait aussi être utilisé pour le chauffage des habitations, mais c'est un autre problème.

voir article dans Le Monde:

https://abonnes.lemonde.fr/economie/article/2018/06/10/hydrogene-revolution-ou-nouvelle-chimere_5312568_3234.html

 

 

 

J'ajoute :

https://www.cea.fr/multimedia/Documents/infographies/Power-to-gas.pdf

Hulot,c'est bien le gars qui roulait en 4x4 ?  

C'est très bien d'envisager un moteur autre que le moteur à produits pétroliers.

Cependant il faut bien analyser les pour et les contre entre la voiture électrique et la voiture à hydrogène.

Voiture électrique : obstacles : coût des batteries, métaux rares, faible autonomie

Voiture à Hydrogène : obstacles : coût assez élevé de H², gaz très inflammable, aux hautes pressions il traverse le réseau cristallin de la paroi en métal, ne pas mettre de nickel dans les alliages car il se forme des solutions de H² et Ni qui fragilisent les aciers. Bref une liste impressionnante de difficultés avant de banaliser le H² grand public. La conquête spatiale a mis 20 ans pour maîtriser la moteur à H² et encore ce moteur est souvent à usage unique !

Donc il y a du boulot pour la recherche et développement !

il y a une heure, Mr Wolfe a dit :

La seule option viable est de faire en sorte de diminuer les consommations énergétiques, à l'inverse de la spirale démente dans laquelle on se trouve.

On fonce dans le mur, et notre très cher ministre appuie sur l'accélérateur en se contentant de tourner le regard.

Certes, mais le monde continuera à se déplacer pour travailler, loisirs ...l'important me semble t-il est d'éviter de consommer à long terme les combustibles fossiles polluants immédiats (microparticules, oxydes d'azote principalement : 7 millions de morts par an dit l'OMS) et à long terme (réchauffement climatique).

De plus les extractions du pétrole et gaz seront limitées à long terme au XXII siècle.

Je suis bien d'accord avec vous.

Les inconvénients sont grands et les problèmes à résoudre difficile, c'est pourquoi ce seront des industrialisations massives au delà de 2040 mais il faut s'y prendre dès maintenant.

Certes... mais à choisir il vaut largement mieux orienter la recherche vers les véhicules électriques.

Car pour produire l'hydrogène, à terme, c'est bien de l'électricité qu'il faudra consommer, et vu les pertes cela n'a aucun intérêt.

Qu'on commence par cesser de faire des voitures énergivores avec tous ces gadgets inutiles... on pourrait sans problème aujourd'hui produire à faible coût des voitures électriques de 700kg suffisantes pour 90% des déplacements.

Mais qui veut fabriquer ça ? Des véhicules peu chers, économiques et fiables ? Aucun industriel n'en veut... pas plus que les dirigeants pour qui l'auto sous la forme actuelle est une manne financière énorme.

Et comme les petits constructeurs sont de facto interdits en France, ce n'est pas prêt de changer....

Il n'y a pas d'hydrogène sur Terre car la gravité est trop faible, mais "suffirait" donc d'aller la pomper sur une planète géante, comme Saturne ou Jupiter, où il y en a en quantité quasi illimité. Heu... bon je me doute bien que les coûts et les risques seraient démesurés avec nos technologies actuelles, mais peut-être que dans l'avenir...

On pourrait commencer par se servir sur place:

- récupérer l'énergie des orages

- récupérer les émissions de gaz des pets et surtout rots des vaches

idem avec les belles-mères tiens....

Il y a 1 heure, bondgers a dit :

Il n'y a pas d'hydrogène sur Terre car la gravité est trop faible, mais "suffirait" donc d'aller la pomper sur une planète géante, comme Saturne ou Jupiter, où il y en a en quantité quasi illimité. Heu... bon je me doute bien que les coûts et les risques seraient démesurés avec nos technologies actuelles, mais peut-être que dans l'avenir...

Non ce n'est pas à cause de sa faible masse volumique qu'il n'y a pas de H² libre dans l'atmosphère.

C'est à cause de sa grande réactivité chimique avec l'oxygène. Le moindre éclair d'orage les aurait fait se combiner dans un grand "boum" planétaire !

Quant à aller chercher H² sur des planètes lointaines, pas certain que le coût énergétique du voyage soit rentabilisé. En effet l'énergie du freinage sur la Terre au retour serait colossale.

Pour avoir de l'H², le plus simple est de décomposer des molécules qui en contiennent comme le méthane CH4 et l'eau H2O. Les technologies existent mais ce qui est élevé c'est la quantité d'énergie nécessaire. Cette énergie est celle qu'ont libéré les combustions aboutissant à CH4 et H2O (sans compter les pertes dues au rendement qui n'est pas de 100%.

Je crois qu'il vaut mieux diminuer notre consommation énergétique en priorité !

il y a 26 minutes, Répy a dit :

Non ce n'est pas à cause de sa faible masse volumique qu'il n'y a pas de H² libre dans l'atmosphère.

C'est à cause de sa grande réactivité chimique avec l'oxygène. Le moindre éclair d'orage les aurait fait se combiner dans un grand "boum" planétaire !

Je crois savoir qu'il y a très peu d'hélium dans l'atmosphère car la gravité terrestre était trop faible pour en garder davantage, donc à fortiori pour l'H2 qui est 2 fois plus léger, et je crois trop léger. Ceci dit tu as raison que l'H2 ne peut survivre dans les strates basses car il se combinerait avec l'oxygène, mais dans les strates les plus élevées je suppose qu'il n'y a pas ou très peu d'oxygène, donc l'H2 devrait pouvoir survivre, sauf que je crois que la gravité ne serait pas suffisante pour le maintenir (mais je n'ai pas vérifié, tu as peut-être raison)

il y a 41 minutes, bondgers a dit :

Je crois savoir qu'il y a très peu d'hélium dans l'atmosphère car la gravité terrestre était trop faible pour en garder davantage, donc à fortiori pour l'H2 qui est 2 fois plus léger, et je crois trop léger. Ceci dit tu as raison que l'H2 ne peut survivre dans les strates basses car il se combinerait avec l'oxygène, mais dans les strates les plus élevées je suppose qu'il n'y a pas ou très peu d'oxygène, donc l'H2 devrait pouvoir survivre, sauf que je crois que la gravité ne serait pas suffisante pour le maintenir (mais je n'ai pas vérifié, tu as peut-être raison)

La proportion d'O² dans l'atmosphère est de 21% partout ( en basse ou haute altitude).

Pour l'hélium, c'est très différent : l'hélium est rare (environ de 0,05%) et surtout il n'a aucune réaction possible avec aucun autre atome ( gaz parfait).L'hélium sur la Terre a toujours état rare et provient essentiellement de la radioactivité alpha des éléments plus lourds que le plomb.

Il y a 20 heures, Répy a dit :

C'est très bien d'envisager un moteur autre que le moteur à produits pétroliers.

Cependant il faut bien analyser les pour et les contre entre la voiture électrique et la voiture à hydrogène.

Voiture électrique : obstacles : coût des batteries, métaux rares, faible autonomie

Voiture à Hydrogène : obstacles : coût assez élevé de H², gaz très inflammable, aux hautes pressions il traverse le réseau cristallin de la paroi en métal, ne pas mettre de nickel dans les alliages car il se forme des solutions de H² et Ni qui fragilisent les aciers. Bref une liste impressionnante de difficultés avant de banaliser le H² grand public. La conquête spatiale a mis 20 ans pour maîtriser la moteur à H² et encore ce moteur est souvent à usage unique !

Donc il y a du boulot pour la recherche et développement !

 

Je n'ai pas l'intention de faire du "prosélytisme" du vecteur hydrogène mais d'ouvrir un débat à la suite de l'annonce du vaste plan d’investissement annoncé par Nicolas Hulot.

Les problèmes économiques sont résolus car des milliers de voitures fonctionnant à l'hydrogène roulent, en particulier au Japon mais aussi en France (autonomie annoncée de 700 km : Renault, Toyota, Honda...).

Les réservoirs et stockage tampon  d'hydrogène à 700 bars sont en matériau polymères ou matériaux composites ou fibres de carbone, pas en acier.

Le stockage d'hydrogène est aussi un candidat pour stocker l'énergie des énergies aléatoires (éolien, solaire) en concurrence avec les batteries et STEP.

Il ne faut pas oublier que l'hydrogène est très courant dans l'industrie : 60 millions de tonnes par an avec des réseaux spécifiques d'hydrogène (chimie, pétrochimie ...).

Il y a 15 heures, Mr Wolfe a dit :

- récupérer l'énergie des orages

Il y a bien longtemps que l'on y a pensé !

 il y a deux types d'énergie dans un orage ( cumulonimbus) :

 l'énergie électrique et l'énergie thermodynamique.

La première est négligeable en quantité de kWh. Un éclair sous 10 millions de volts et 50 000 ampères ça ne fait que 500 milliards de joules = 1400 kWh. ce qui est un détail au niveau d'un pays. Ensuite comment récupérer cette énergie libérée en une ou 2 secondes seulement. Quels sont les isolants capables de résister à ces tensions ?

Beaucoup plus grande est l'énergie thermodynamique. Un cumulonimbus de 100 000 tonnes tient en l'air pendant de longues heures par des vents ascendants. Au plan énergétique c'est comme si on avait une chute d'eau de 100 000 tonnes qui tombe de 1 km de hauteur pendant des heures !

Mais voilà, les vents sont violents et au-delà de ce que peuvent supporter les éoliennes. De plus ils sont souvent tourbillonnnants et de directionns irrégulières...

Bref ce n'est pas simple !

il y a 1 minute, Répy a dit :

Il y a bien longtemps que l'on y a pensé !

 il y a deux types d'énergie dans un orage ( cumulonimbus) :

 l'énergie électrique et l'énergie thermodynamique.

La première est négligeable en quantité de kWh. Un éclair sous 10 millions de volts et 50 000 ampères ça ne fait que 500 milliards de joules = 1400 kWh. ce qui est un détail au niveau d'un pays. Ensuite comment récupérer cette énergie libérée en une ou 2 secondes seulement. Quels sont les isolants capables de résister à ces tensions ?

Beaucoup plus grande est l'énergie thermodynamique. Un cumulonimbus de 100 000 tonnes tient en l'air pendant de longues heures par des vents ascendants. Au plan énergétique c'est comme si on avait une chute d'eau de 100 000 tonnes qui tombe de 1 km de hauteur pendant des heures !

Mais voilà, les vents sont violents et au-delà de ce que peuvent supporter les éoliennes. De plus ils sont souvent tourbillonnnants et de directionns irrégulières...

Bref ce n'est pas simple !

C'est (é)clair...

Mais pour ce qui est de l’énergie électrique, une solution pourrait être de récupérer la charge statique dans les cumulo avant la formation des éclairs. Reste l'éternel problème du stockage, surtout qu'il faut que ce soit mobile... Un "gros" dirigeable ?

Pour ce qui est de la thermo, tu as raison... mais ne pourrait on imaginer des éoliennes horizontales en sustentation pour récupérer l'énergie des ascendants ? (mode sf on )

Je n'ai pas les réponses coté faisabilité, mais cela me désespère de voir encore les investissements énormes aller vers des solutions sans avenir réel... Certes l'hydrogène comme moyen de stockage à la place des batteries (et pourquoi pas associé à des piles à combustible ?) mais le problème de base n'est en rien résolu, au contraire: comment produire toute cette électricité ?

il y a 19 minutes, Pierrot89 a dit :

Je n'ai pas l'intention de faire du "prosélytisme" du vecteur hydrogène mais d'ouvrir un débat à la suite de l'annonce du vaste plan d’investissement annoncé par Nicolas Hulot.

Les problèmes économiques sont résolus car des milliers de voitures fonctionnant à l'hydrogène roulent, en particulier au Japon mais aussi en France (autonomie annoncée de 700 km : Renault, Toyota, Honda...).

Les réservoirs et stockage tampon  d'hydrogène à 700 bars sont en matériau polymères ou matériaux composites ou fibres de carbone, pas en acier.

Le stockage d'hydrogène est aussi un candidat pour stocker l'énergie des énergies aléatoires (éolien, solaire) en concurrence avec les batteries et STEP.

Il ne faut pas oublier que l'hydrogène est très courant dans l'industrie : 60 millions de tonnes par an avec des réseaux spécifiques d'hydrogène (chimie, pétrochimie ...).

Bien sûr que l'hydrogène est un carburant intéressant et propre.

Mais côté sécurité, tu verras que les réservoirs pour automobile en matériaux de synthèse seront refusés par les organismes de certification pour des raisons de résistance lors des accidents de la route ! Il faudra des années pour changer la législation ! Et en cas d'accident grave et de percement du réservoir le gaz H² s'échappera en une seconde du réservoir et ce sera un explosion violente détruisant le ou les véhicules et ce qui est autour dans un rayon important. Tandis qu'un réservoir à essence percé laisse s'écouler l'essence qui va brûler mais sans exploser tout le secteur. ce sont donc les compagnies d'assurances qui vont dicter leur loi !

En revanche pour les usages où le risque d'accident est moindre, le moteur à hydrogène est très intéressant. Je pense aux transports en commun urbains. L'avantage serait énorme au plan pollution et cela permettrait de bannir définitivement les voitures du centre-ville.

L'Allemagne aurait commandé des trains à hydrogène

http://lenergeek.com/2017/12/19/hydrogene-trains-allemagne/

Il y a 19 heures, Mr Wolfe a dit :

Certes... mais à choisir il vaut largement mieux orienter la recherche vers les véhicules électriques.

Car pour produire l'hydrogène, à terme, c'est bien de l'électricité qu'il faudra consommer, et vu les pertes cela n'a aucun intérêt.

Qu'on commence par cesser de faire des voitures énergivores avec tous ces gadgets inutiles... on pourrait sans problème aujourd'hui produire à faible coût des voitures électriques de 700kg suffisantes pour 90% des déplacements.

Mais qui veut fabriquer ça ? Des véhicules peu chers, économiques et fiables ? Aucun industriel n'en veut... pas plus que les dirigeants pour qui l'auto sous la forme actuelle est une manne financière énorme.

Et comme les petits constructeurs sont de facto interdits en France, ce n'est pas prêt de changer....

Je partage ce point de vue concernant les voitures modestes mais la Mia qui correspondait à cette définition a été un fiasco

Il y a 1 heure, Répy a dit :

Bien sûr que l'hydrogène est un carburant intéressant et propre.

Mais côté sécurité, tu verras que les réservoirs pour automobile en matériaux de synthèse seront refusés par les organismes de certification pour des raisons de résistance lors des accidents de la route ! Il faudra des années pour changer la législation ! Et en cas d'accident grave et de percement du réservoir le gaz H² s'échappera en une seconde du réservoir et ce sera un explosion violente détruisant le ou les véhicules et ce qui est autour dans un rayon important. Tandis qu'un réservoir à essence percé laisse s'écouler l'essence qui va brûler mais sans exploser tout le secteur. ce sont donc les compagnies d'assurances qui vont dicter leur loi !

En revanche pour les usages où le risque d'accident est moindre, le moteur à hydrogène est très intéressant. Je pense aux transports en commun urbains. L'avantage serait énorme au plan pollution et cela permettrait de bannir définitivement les voitures du centre-ville.

Les explosions d'hydrogène dans l'air sont très violentes et destructrices. Mais c'est peu déférent des explosions de méthane utilisé dans de nombreuses voitures et camions.

Les limites d'explosivité sont de 4 à 75 % d'hydrogène dans l'air, cela peut paraitre large mais en cas de fuite l'hydrogène très volatil est vite dilué en deçà de 4 %.

Il y a 1 heure, hybridex a dit :

L'Allemagne aurait commandé des trains à hydrogène

http://lenergeek.com/2017/12/19/hydrogene-trains-allemagne/

L'Allemagne a commandé à Alstom 17 trains à hydrogène qui devraient fonctionner en 2021.

Il sera alors pertinent de comparer les évolutions et avantages des transports de véhicules (voitures, trains, camions, avions...) électrique et à hydrogène.

Il y a 3 heures, Répy a dit :

Et en cas d'accident grave et de percement du réservoir le gaz H² s'échappera en une seconde du réservoir et ce sera un explosion violente détruisant le ou les véhicules et ce qui est autour dans un rayon important.

Pourtant il y a pas mal de véhicules qui roulent au GPL, avec des réservoirs qui ont évolué au fil du temps. L'H2 est-il plus dangereux que le GPL? Dans ce cas ils arriveront peut-être à concevoir des réservoirs plus sécurisés, peut-être compartimentés en nombreux micro-réservoirs isolés par des valves...