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RESCOLL et l’hydrogène « vert » : la combinaison de l'éolien et la pile à combustible

Rescoll'Blog / 24 février 2010

L’hydrogène est la substance la plus abondante dans la nature. Elle stocke la plus importante quantité d’énergie par unité de masse et peut, dans le futur, être le combustible qui viendra remplacer le pétrole. Mais l’hydrogène a un inconvénient majeur : on ne le trouve pas à l’état libre et, pour l’obtenir, nous avons besoin d’une grande quantité d’énergie.
L’énergie éolienne a déjà démontré qu’elle était capable de générer autant d’électricité que souhaité sans aucune contamination environnementale.  Mais elle présente également un inconvénient : elle dépend du vent et elle ne produit donc pas en permanence l’énergie dont on a besoin.
Et si on mariait ces deux éléments ?

 


Tous les experts s’accordent pour dire que la combinaison de l’hydrogène avec les énergies renouvelables pourrait représenter la révolution énergétique du XXIème siècle : c’est l’hydrogène « vert ». Dans le cas d’une éolienne, lorsqu’il y aura du vent, on pourra utiliser l’électricité générée par les aérogénérateurs pour extraire l’hydrogène de l’eau par un procédé électrolytique. Ceci représente un grand avantage : on pourrait le stocker pour être postérieurement utilisé comme combustible lorsqu’il n’y aura pas de vent. De plus, la pile à combustible permet l’utilisation de l’hydrogène pour le transformer en électricité qui sera utilisée pour chauffer ou éclairer un bâtiment ou alimenter une voiture électrique.
Cependant, au stade actuel de la  technologie les processus ci-dessus évoqués occasionnent beaucoup de pertes énergétiques : l’efficacité thermodynamique de la conversion de l’hydrogène en électricité par un procédé électrolytique est de l’ordre de 50%. Produire aujourd’hui de l’hydrogène à partir de l’eau ou d’autres hydrocarbures nécessite un apport énergétique supérieur à l’énergie stockée dans l’hydrogène. De plus, il  faut ensuite comprimer l’hydrogène, le stocker (RESCOLL participe, avec AIR LIQUIDE, au projet H2E sur le stockage de l’hydrogène sous haute pression), le transporter et le distribuer pour pouvoir l’utiliser, soit par combustion directe, soit par utilisation d’une pile à combustible. Dans ce dernier cas, l’efficacité de la conversion finale peut atteindre des valeurs allant jusqu’à 85%, si la pile est un sous-élément d’un système combinant efficacement  la production conjointe d’électricité et de chaleur utile (cogénération), voire même de réfrigération (trigénération).
On peut donc voir que l’hydrogène se comporte comme un « vecteur », plus que comme une source d’énergie : il est le porteur de l’énergie primaire contenue dans le vent.
Il est illogique de penser que pour son obtention à grande échelle on puisse employer l’électricité provenant du réseau : l’éolien est donc une alternative crédible. Même si actuellement il s’agit plus d’une hypothèse futuriste, on trouve déjà un certain nombre d’entreprises et centres de recherche qui travaillent sur la mise au point de la pile à combustible (RESCOLL participe, avec le CEA, au projet COMBIPOL  visant l’augmentation de l’efficacité des plaques bipolaires des piles à combustible et à un deuxième projet dans le cadre de l’action GREEN POWER visant la mise au point de piles à combustibles portatives) et de la technologie nécessaire pour l’obtention d’hydrogène à partir d’énergies propres comme l’énergie éolienne.
Une possibilité alternative pourrait être l’installation d’éoliennes off-shore (RESCOLL est partenaire d’ASTRIUM-ST sur son projet de conception de pâles d’éoliennes de 80m pour des applications off-shore) pour la génération in situ de l’hydrogène à partir de l’eau de mer (la salinité n’est pas un obstacle, bien au contraire, pour l’électrolyse). Ceci pourrait constituer une solution aux problèmes d’infrastructures électriques des parcs off-shore car, au lieu de transporter l’énergie produite par les aérogénérateurs, celle-ci pourrait être transportée stockée dans des bateaux après sa transformation en hydrogène.
On en parlera dans quelques années.

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