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1Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
A. Le Duigou
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
Combler déficit H2
Economiser la biomasse
Carburants de synthèse
Réduire les émissions de CO2
3Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Marchés de l'Hydrogène
0
5
10
15
20
25
30
35
40
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Mt
/ an
(E
uro
pe
)
L’hydrogène : utilisations, échéances, scénarios
Besoin parc mondial « véhicules 100% H2 PàC » ~ 2 à 3 fois la production industrielle actuelle
Hyways (haut)
IEA/ BtL
(Τpénétration 73%)
(Τpénétration 15%)
PROTEC H2 (haut) → POLES
→ MARKAL
Sidérurgie ?
CtL : besoins H2 un peu supérieurs à ceux du BtL
10% du co-produit ~ quelques GNm3 ~ 2% taux de pénétration dans les transports
Chimie + raffinage
+ Stockage électricité ….
Electrolyse → stockage H2 → PàC
TRANSPORTS
200 à 250 gH2/Kg BtL
(Europe)
4Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Les Piles à Combustible : des espoirs / des efforts
Démonstrations / utilisations
évolutions technologiques / acceptabilité …..
Mobiles
Stationnaires
Effort R&D mondiale privée et publique : 3 à 5 G€ /an
Initiative technologique européenne 2008 - 2013
Récents progrès très encourageants sur les coûts
Dont 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
CNG
Hydrogène
BtL
Biodiesel
CtL
CtL + CCS
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)
Nucl., Electrolyse
Reformage GN
EU mix, électrolyse
6Institut 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
CNG
Hydrogène
BtL
Biodiesel
CtL
CtL + CCS
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)
Nucl., Electrolyse
Reformage GN
EU mix, électrolyse
→ nombreuses applications énergétiques de l’hydrogène, « vecteur énergétique » et « élément chimique »
7Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
HyWays : integrated project, co-funded by research institutes, industry, national agencies and by the European Commission (EC) under the 6th Framework
Programme
D
I
GR
NNL
E
PL
FI
FUK
37 partenaires :- industrie- recherche publique- Etats membres
Coordonnateur :LBST (Allemagne)
1ère phase : avril 2004 à décembre 20052ème phase : janvier 2006 à juin 2007
D
I
GR
NNL
E
PL
FI
FUK
DD
II
GRGR
NNNLNL
EE
PLPL
FIFI
FFUKUK
37 partenaires :- industrie- recherche publique- Etats membres
Coordonnateur :LBST (Allemagne)
1ère phase : avril 2004 à décembre 20052ème phase : janvier 2006 à juin 2007
A soutenu les travaux de la 2ème phase (consolidation des
chaînes)
A soutenu les travaux
de la 1ère phase
Groupe HyFrance
Partenaires :
• Air Liquide, Total,EDF R&D, Gaz de France, Renault, PSA,
• CEA (coordonnateur),ADEME, BRGM, CNRS, IFP,
• AFH2, ALPHEA Hydrogène,
• Ministères : Recherche, DGEMP
Expertise Technique et Economique collective nationaleHyFrance
Feuille de route technico-économique européenne de
l’Hydrogène Energie
Les projets HyWays et HyFrance
Déclinaisons nationales
8Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
HyWays – hypothèses, résultats principaux
HyWays analyse comment l’intégration des technologies de l’hydrogène peut, et doit, contribuer à assurer à l’Europe un approvisionnement énergétique sûr, durable, et économiquement viable / Analyses aux horizons 2020, 2030, 2050
→ prise en considération de l’expertise d’acteurs industriels et institutionnels majeurs, issus de nombreux états membres / conditions nationales réelles (évolutions des mix énergétiques, …)
→ données spécifiques issues de 10 pays (FI, FR, DE, EL, IT, NL, NO, PL, ES et UK) / diversité, gage de pertinence pour une analyse au niveau européen
Europe
9Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Promouvoir l’électrolyse de l’eau dont l’importance stratégique est primordiale en France
Valoriser les potentiels élevés d’énergies renouvelables(biomasse sèche, éolien…) (potentiels estimés par ADEME et BRGM)
Reformage centralisé du gaz naturel, si captage et stockage industriel du CO2
(potentiels estimés par IFP)
Rappel de la stratégie française proposée pour la production « durable » d’hydrogène
→ matrice des chaînes (mix énergétique) prenant en compte les ressources et leurs évolutions, et les parts de marchés potentielles que peuvent alors prendre les différentes chaînes, aux échéances 2020, 2030, 2050
10Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Bilan HyFrance
→ hypothèses de taux de pénétrations potentiels des technologies de l’hydrogène (transports)
1% 12% 70%
Émissions de CO2 dans les transports routiers
France
11Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Nouveau projet : HyFrance3
L’I-tésé coordinateur du projet HyFrance3
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 »)
12Institut 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
13Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques
Merci de votre attention