Nous avons été invités à l'Université d'Eté 2008 du MEDEF
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Alternative Hydrogène a eu le plaisir d'être invité le vendredi 6 juin 2008 au Sénat pour animer un atelier sur l'Hydrogène pour les jeunes éco-citoyens, dans le cadre du Planetum Sénat organisé chaque année par Marika Prinçay.
Vous trouverez ci-contre le programme. ainsi qu'une fiche
présentant l'atelier Alternative Hydrogène.
Ainsi que des photos et des vidéo cliquez ci-dessous
Tous les détails sur l'Hopewell project sur ce site internet : cliquez ici
Alternative Hydrogène
Cette note existe sous la forme d'un fichier de lecture .pdf, Cliquez ici
Auteurs : Julien IRONDELLE et Max STELLMACHER
« L'eau, décomposée en ses éléments par l'électricité […]
sera un jour employée comme combustible […] L'Hydrogène et l'oxygène qui la
constituent, utilisés isolément où simultanément, fourniront une source de
chaleur et de lumière inépuisables. », Jules Vernes, l’Ile mystérieuse, 1874.
Concilier développement durable et développement économique
Le développement d’une nouvelle économie basée non plus sur
les hydrocarbures, mais sur l’Hydrogène sera un moyen de renouer avec la
Croissance, la création d’entreprises et d’emplois.
L’Alternative Hydrogène est plus proche de la phase
industrielle que de la recherche appliquée, mais il faut lancer un défi
politique, au niveau français et européen, pour amorcer une synchronisation industrielle
et économique.
Ce défi pourrait être lancé en perspective de la future
conférence de l'ONU sur le climat en décembre 2009, a Copenhague.
Si le pari est réussi, la France économisera 42 milliards d'euros en approvisionnement énergétique. De plus, la France sera en tête du
développement durable, avec l’exportation de nombreux produits et services, qui financeront notre cohésion sociale.
En comparaison, la France est aujourd’hui parmi les leaders
de l’industrie nucléaire, ferroviaire, aérienne et spatiale, grâce aux choix
politiques faits dans les années 60 et 70.
L’Alternative Hydrogène :
- contribuera à la lutte contre le réchauffement climatique,
- résorbera la pollution atmosphérique,
- assurera l’indépendance énergétique,
- luttera contre l’augmentation tarifaire de l’eau et des
matières alimentaires,
- et contribuera à l’atténuation des conflits financiers et
armés dus à l’énergie.
Nous allons tenter de démontrer dans ce document la nécessité
et la faisabilité de l’Alternative Hydrogène.
NB : Quand nous évoquons l’Hydrogène avec un H majuscule,
nous évoquons la molécule d’hydrogène : le dihydrogène ou H2. Nous ne la
confondons pas avec l’hydrogène, avec un h minuscule, que nous désignons comme
l’atome d’hydrogène.
La fin programmée de l’économie liée aux hydrocarbures
Les réserves limitées du pétrole, source d'énergie clé.
Par rapport au charbon et au gaz, le pétrole est une source d'énergie clé, notamment par son rôle dans le transport terrestre, maritime
et aérien, dans la production agricole, dans le BTP et autres secteurs faisant
appel à des machines outils fonctionnant avec le pétrole. Même si les réserves réelles ne sont pas exactement connues,
la fourchette entre l’estimation haute et basse du déclin de la production de
pétrole est de plus de 20 ans. Le dépassement du pic de Hubbert ( définition Wikipedia) est définitivement prévu dans un avenir proche à l’échelle de
l’humanité , moins que le durée moyenne d’une vie. C'est-à-dire de façon
certaine notre mode de vie ne pourra pas être prolongé jusqu’à la durée de vie
de nos enfants, les petits enfants des baby-boomers.
Pour rappel, les réserves mondiales prouvées de pétroles
sont estimées à 40 ans de consommation, celles du gaz entre 60 à 100 ans de
consommation, et celles du charbon à environ 200 ans de consommation.( cf site
web de Jean-Marc Jancovici )
L’impact sur la modification climatique.
De façon de plus en plus certaine, nous savons que
l’utilisation d’énergie fossile, charbon, pétrole, gaz, est responsable de
modifications potentiellement majeures du climat.
Ces modifications rapides peuvent avoir des résultats
catastrophiques. Dans des nations modernes et urbanisées, le déplacement rapide
des terres fertiles sera incompatible avec la capacité de migration des
populations humaines,
Elles peuvent provoquer l’extinction en masse des espèces
qui vivent dans des espaces naturels non contigus du fait l’extension des
activités humaines. En effet si ces espèces se trouvent dans des poches
isolées, la faune et la flore ne pourront pas toujours migrer pour suivre le
déplacement des conditions favorables à leur survie.
Il est inutile de débattre pour savoir la quelle des ces
deux menaces nous force à réagir car elles sont toutes les deux graves, d’une
probabilité quasi certaine et imminente, moins que la durée d’une vie.
Autre inconvénient de l’énergie fossile : la dépendance
énergétique
« L’Union européenne, qui consomme environ 16 % de l’énergie
mondiale, est le premier importateur du monde.
De 1994 à 2004, le taux de dépendance énergétique de l’Union
a considérablement augmenté, puisqu’il est passé de 43 à 50,5 % (Eurostat
2007).
Les hydrocarbures jouent un rôle primordial dans cette
situation. Le pétrole et le gaz naturel, qui ont fourni 61 % de la consommation
énergétique en 2004, doivent être en grande partie importés. Les seuls
gisements européens importants sont ceux de la mer du Nord qui fournit actuellement
la moitié du gaz et un quart du pétrole consommé en Europe. Mais les réserves
sont limitées et à l’horizon 2025 les hydrocarbures de la mer du Nord seront
pratiquement épuisés ; l’Europe devra alors importer la totalité du pétrole et
du gaz naturel de régions plus éloignées et géopolitiquement sensibles comme la
Russie, l’Asie centrale et le Moyen-Orient.
Comme par ailleurs l’Europe importe de plus en plus de
charbon, la dépendance énergétique totale de l’Union Européenne pourrait
atteindre 80 % en 2025. »
Le taux d’indépendance énergétique de la France est
d’environ 50 %.
Mais elle beaucoup plus exposée sur son approvisionnement en
hydrocarbures, que ses collègues européens. La France importe 100 % de sa
consommation de charbon, 99 % de sa consommation de pétrole et 98 % de sa
consommation de gaz.
Chaque année en France, la balance nette en approvisionnement énergétique est de 36 milliards d'euros pour le pétrole, de 9 milliards d'euros pour le gaz et de 1,5 milliards d'euros pour le charbon.
Une alternative technologique existe : une économie basée
sur l’Hydrogène
Devant la crise potentielle que représente la fin de l’ère
du pétrole, il est urgent de développer des solutions alternatives.
Le pétrole a deux fonctions : source primaire d’énergie et
vecteur d’énergie.
Face à la disparition du pétrole, il faut trouver non
seulement une (des) sources d’énergie alternatives, mais aussi des vecteurs
d’énergie compatibles avec les productions et l’utilisation des nouvelles
sources d’énergie.
Production totale limité
(surface cultivable ou rivières aménageables)
Autres renouvelables
Force marée motrice
Géothermie
Production totale limitée
à des sites naturels favorables, parfois technologie non maîtrisée
(maquette), sauf géothermie profonde et haute énergie.
Nucléaires
Fission
Stock uranium
Déchets
Fusion
Technologie non maîtrisée
(stade principe physique seulement)
Transport & stockage de l’énergie : le problème du
vecteur.
Si nous supprimons les hydrocarbures, la quasi-totalité des
sources d’énergie alternative se présentent sous la forme de chaleur ou de
mouvement mécanique.
Chaleur
Mouvement
Solaire (ou électricité
directe)
Géothermie
Fission & fusion
Hydraulique
Force des vagues
Eolienne
Sauf dans le cas de l’énergie solaire utilisée directement
dans les habitations comme chauffage, les autres formes doivent être
transformées dans une nouvelle forme d’énergie que nous appelons vecteur. Pour
l’essentiel actuellement les sources alternatives au pétrole sont actuellement
transformées en électricité.
Les principaux vecteurs sont :
Vecteur
Avantage
Limitation
Pétrole
Stockable
Transportable sur longues
distances (inter continentales)
Le vecteur est directement
la source d’énergie primaire dont les stocks sont limités et dont
l’utilisation produit des GES
Electricité
Transportable sur moyenne
distance
Production facile à partir
de chaleur ou de mouvement
Stockage en masse
impossible (impossible de stocker 10% de la production électrique d’une
journée)
Stockage faible capacité
par batterie trop limité (mauvais rendement, stockage totale insuffisant pour
le transport routier)
Autre composé Carboné
(ex Ethanol ou huile)
Stockable
Transportable sur longue
distance (inter continentales)
Production par la biomasse
insuffisante pour couvrir tout notre besoin. En concurrence avec la
production alimentaire
Hydrogène H2
Facile à produire à partir
des sources alternatives au pétrole
Stockable
Transportable sur longue
distance (inter continentales)
Progrès à faire dans le
stockage final.
Quelles sources et quel vecteur si nous supprimons les
énergies fossiles.
Si nous supprimons les énergies fossiles il faut trouver des
sources primaires ayant déjà démontrée leur capacité réelle de fournir de
l’énergie en grande quantité.
Dans un horizon court terme seul le nucléaire peut garantir
une production suffisante pour remplacer les sources fossiles.
Les énergies renouvelables complémentaires dont la
production est déjà significative sont l’hydraulique et l’éolien
Les autres sources dont le potentiel est intéressant sont la
géothermie, le solaire (en plus du chauffage local), l’utilisation de la
biomasse. Mais dans l’état actuel de
notre technologie, elles ne seront que des énergies d’appoint (inférieur à 20%
du besoin) à court terme.
Devant l’urgence de la situation, pour remplacer le pétrole
a court terme, il faut partir des solutions déjà validées pour la production de
masse :
Nucléaire - hydraulique - éolien dans cet ordre
L’hydraulique en France est déjà proche du maximum de son potentiel,
car les sites favorables sont limités.
Devant l’urgence de la situation il faut en premier lieu
s’assurer d’un approvisionnement en Hydrogène qui existe et qui soit prêt pour répondre au besoin actuel.
Les énergies alternatives n’étant pas encore assez
développées pour couvrir plus de 20% de la consommation électrique, nous ne
pouvons pas a court terme, moins de 20 ans, parier sur ces énergies pour faire,
en plus de 100% de la future production d’électricité, l’énergie nécessaire au
remplacement du pétrole.
Pour rappel, le rendement énergétique pour l'équivalent d'un MWh d'électricité en Tonne Equivalent Pétrole est de :
- 26 % pour une centrale thermique (pétrole, gaz, charbon)
- 8,6 % pour une centrale hydraulique, solaire ou éolienne.
Source AIE
Il faut avoir des vecteurs compatibles avec les sources
disponibles à moyen court terme.
Electricité insuffisant = problème du transport. Limitation
intrinsèque de la batterie.
Il n’existe pas de rupture depuis 50 ans, même sous
l’impulsion des fabricants d’électronique, PC portable, téléphone et lecteur
portable) qui ont tous le problème de l’autonomie.
Seule, la combinaison de l’Hydrogène et de l’électricité
représente une voie prometteuse pour assurer un vecteur exempt d'émissions
nocives et basé sur une énergie durable.
L’Hydrogène peut remplacer le pétrole comme vecteur
d’énergie pour le transport
1) la technologie est déjà à l’état de démonstrateur pour le
transport routier.
La technologie du moteur à pile. Plusieurs technologies sont
déjà disponibles (Phosphoric Acid, Proton Exchange Membrane or Solid Polymer,
Molten Carbonate, Solid Oxide, Alkaline, Direct Methanol Fuel Cells,
Regenerative Fuel Cells, Zinc Air Fuel Cells, Protonic Ceramic Fuel Cell)
Le principe consiste en la combustion par catalyser de
l’Hydrogène qui permet de produire directement de l’électricité. Seul de la
vapeur d’eau est rejetée.
Pour rappel, un moteur a combustion classique, en plus de
rejet de CO2, rejette aussi de l’eau (H2O). Donc il n’y pas de problème nouveau
généré par ce rejet.
Type de Moteur Vapeur
d’eau par kilomètre
Type de Moteur
Vapeur d’eau par kilomètre
Combustion à essence
0,62 l.
Pile à Hydrogène
0,40 l
Vous trouverez ci-dessous deux vidéos expliquant le principe de la pile à combustible
Un grand programme de bus démonstrateurs à Hydrogène a été
déployé dans douze villes (Amsterdam, Barcelone, Hambourg, Londres, Luxembourg,
Madrid, Pékin, Perth, Porto, Reykjavik, Stockholm, Stuttgart… et aucune ville
Française)
