Il faut alors atteindre -253°C, la température à laquelle l’hydrogène devient liquide, pour le stocker.
Cette technologie hydrogène est très énergivore et n’a donc pas retenu notre attention.
L’hydrogène est ici absorbé dans un matériau, un hydrure, de façon réversible ce qui signifie que l’hydrogène pourra être restitué ou « désorbé » lorsqu’il devra être utilisé. L’inconvénient de cette technologie hydrogène réside dans la capacité d’absorption massique limitée de ces matériaux. Le poids final du système de stockage est donc important. C’est pour cette raison que ces réservoirs sont principalement utilisés pour des applications stationnaires ou des petites applications mobiles et nomades. Il existe de nombreuses familles d’hydrures, ceux que nous développons fonctionnent à température ambiante et basse pression et assurent donc une sécurité intrinsèque.
Pour réduire le volume de stockage d’un gaz, on doit augmenter sa pression. MAHYTEC développe par exemple des réservoirs moyenne pression (30bar, soit 30 fois la pression atmosphérique) mais maîtrise aussi la haute pression, 700bar. Le procédé de fabrication s’appuie sur la technologie hydrogène de l’enroulement filamentaire. On vient renforcer un liner plastique qui va contenir l’hydrogène sous forme gazeuse par des fibres de matériaux composites (fibre de carbone principalement). Ces fibres vont quant à elles permettre au liner de supporter des efforts plus importants, et notamment une pression plus élevée.
La part des énergies renouvelables dans le mix énergétique globale a vocation à augmenter. L’intermittence de leur production nécessite de s’intéresser à leur stockage, afin de lisser les capacités de production électrique avec les besoins en électricité des consommateurs.
En effet, les panneaux solaires ou les éoliennes par exemple produisent souvent de l’électricité lorsque les consommateurs en ont le moins besoin. A l’inverse, en fin de journée ou en hiver, les capacités de productions sont souvent insuffisantes pour faire face aux besoins et aux pics de consommation.
Il existe des technologies batteries qui ont déjà prouvé leur capacité pour le stockage à court terme, journalier notamment. Cependant pour le stockage où le besoin en autonomie est important, ou où le surplus d’énergie à stocker est conséquent, l’hydrogène prend tout son sens.
Une partie du surplus des énergies renouvelables est transformé en hydrogène via un électrolyseur, puis stocké pour être redistribué lorsque la consommation est trop importante et ne peut être assurée uniquement par les énergies renouvelables.
Lisez notre BD pour plus d’informations ou consultez le site de l’AFHYPAC (Association Française de l’Hydrogène et des Piles A Combustibles) ou le blog hydrogène de la région Bourgogne Franche-Comté, ENERGHy Flash
On pourrait penser que l’hydrogène est un concurrent de la batterie. Or, la combinaison de ses deux éléments a révélé que grâce à leurs différentes caractéristiques, l’autonomie énergétique était plus importante lorsque le système est hybride.
Alors que la batterie permet de supporter les appels de puissance, l’hydrogène apporte l’énergie suffisante pour assurer une plus longue autonomie.
Le système hybride permet de façon plus simple, d’embarquer une plus importante quantité d’énergie. La pression de l’hydrogène n’est plus un frein à son utilisation puisqu’elle est gérée en amont par des entreprises spécialisées.
De plus, la présence de batteries dans le système permet une plus longue durée de vie des piles à combustibles, car elles peuvent alors fonctionner à régime constant. De même, les batteries sont préservées des effets de charge/décharge important car l’hydrogène sert de relais.
1 kg de pétrole = 12kWh d’énergie
1kg d’hydrogène = 33Kwh d’énergie.
Si l’on souhaite faire de l’électricité à partir de l’hydrogène, on peut utiliser une pile à combustible (PAC). Les rendements d’une PAC sont à hauteur de 50% actuellement.
1kg d’H2= 16,5kWh électrique + 16.5Kwh (chaleur)
L’hydrogène étant un gaz très léger, il est nécessaire de le comprimer pour réduire le volume de stockage.
Sur ce lien se trouve la courbe densité (mol/l)/pression (MPa) de l’hydrogène. L’hydrogène n’étant pas un gaz parfait, nous n’observons pas une ligne droite.
Cette courbe permet notamment de connaître la masse d’hydrogène stocké pour un volume donné en fonction de la pression qu’on lui applique.
Exemple :
Un réservoir d’hydrogène 50L permettra de stocker à 15°C environ:
– à 100bar (10MPa) : 50 (volume en L) x 2* (g/mol) x 3,9340 (mol/L) = 393,40g
– à 350bar (35MPa) : 50 x 2 x 11,908 = 1190,8g
– à 700bar (70MPa) : 50 x 2 x 19,935 = 1993,5g
*il faut compter environ 2 g/mol
