1Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

Alain Le Duigou

alain.le-duigou@cea.fr

L’hydrogène, élément chimique et vecteur énergétique

2Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

L’Hydrogène, élément chimique et vecteur énergétique

Production d’Hydrogène

Chimie (NH3,

MeOH, H2O2, métaux, …) Raffinage (50%)

Applications énergétiques

(mobiles,

stationnaires)PàC, MCIH2

MCI diesel

BtL, CtL

59 Mt dans le monde en 2006

Hydrogène

MCI : Moteur à Combustion Interne PàC : Pile à Combustible BtL : Biomass to Liquid CtL : Coal to Liquid

Hydrogène « co-produit »Chimie (chlore, …)

Vecteur énergétique

Economiser la biomasse

Carburants de synthèse

Réduire les émissions de CO2

Rendement conversion en

carburant liquide

3Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

Marchés de l'Hydrogène (Europe)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Mt /

an

(Eu

rop

e)

L’hydrogène : utilisations, échéances, scénarios

Besoin parc mondial « véhicules 100% H2 PàC » ~ 3 fois la production industrielle actuelle

Hyways (haut)

IEA / BtL

(Τpénétration 73%)

PROTEC H2 (haut) / POLES

/ MARKAL

Sidérurgie ?

10% du co-produit ~ quelques GNm3 ~ 2% taux de pénétration dans les transports

Chimie + raffinage

+ Stockage électricité ….

Electrolyse → stockage H2 → PàC

CAS DES TRANSPORTS

...

.

. . . .

4Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

Les Piles à Combustible : des espoirs / des efforts

Démonstrations / utilisations

évolutions technologiques / acceptabilité …..

Applications mobiles

Applications stationnaires

Effort mondial R&D / privé et public : 3 à 5 G€ /an

Initiative technologique européenne 2008 - 2013

Récents progrès très encourageants sur les coûts

Dont env. 500 M€ CE

5Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

Emissions GES par type de carburant - g CO2eq / km

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Diesel

GNV

Hydrogène

BtL

CtL

CtL + CSC

Ca

rbu

ran

ts

CO2 eq / km

Nécessité des analyses « système »

(Sources : Eucar Concawe, HyWays, Roads2HyCom)

Du puits au réservoir

Du réservoir à la roue

Hybrides, techno

(Production, transport et distribution,

stockage, utilisation)

Electrolyse, Nucléaire / renouvelables

Reformage GN

Électrolyse, EU mix

→ nombreuses applications énergétiques de l’hydrogène, « vecteur énergétique » et « élément chimique »

PàC

+ H2

+ H2

+ H2 (HyThane)

+ H2

g

6Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

Les projets HyFrance au cœur du débat

« feuille de route européenne de

l’hydrogène énergie »Déclinaisons nationales

L’I-tésé coordinateur du projet HyFrance3

MIX énergétiques

Scénarios de diffusion

Coûts des chaînes et émissions de GES

Demande prospective d’hydrogène dans l’industrie (chimie, carburants, BtL, sidérurgie, co-produits, compétitivité production sans CO2)

Coût de l’hydrogène d’origine éolienne, vs. type de demande (production décentralisée pour station service, canalisations pour unité BtL et Hythane)

Stockage H2

Coût du stockage massif d’hydrogène vs. demandes (stockage centralisé, ou décentralisé,cavité minée ou naturelle, aspects réglementaires)

Coût de l’hydrogène distribué en région (véhicules et applications stationnaires, infrastructures, compétitivité économique « pipeline » vs. « camions »)

7Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques

L’hydrogène : des enjeux sociétaux / AIDHY

L’I-tésé partenaire du projet AIDHY (ANR)

« AIde à la Décision pour l’identification et l’accompagnement aux transformations sociétales

induites par les nouvelles technologies de l’Hydrogène »

(coordinateur)

Technologies et scénarios de références (e.g. HyFrance)

« Focus groups » (users, experts, …)Discussions, débats

Questions poses, classification des problèmes d’acceptabilité

Analyse des controverses

Recommandations

8Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009

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