Journée CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005 1 La dynamique de la filière Hydrogène Energie 1. La...
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1Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La dynamique de la filiegravereHydrogegravene Energie
1 La dynamique technico-eacuteconomique
2 La dynamique europeacuteenne et internationale
Jean-Marc AgatorCEA-DRT
2Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La filiegravere Hydrogegravene Conversion
(combustioneacutelectrochimie)
UtilisationApplication (chaleur eacutelectriciteacute)
Production
Transport
Stockage
Distribution
Pile agrave combustibleMoteurs Turbines
3Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
Economies drsquoeacutenergie Rendement eacuteleveacute (Reacutelec gt 40)
Reacuteduction des eacutemissions locales des eacutemissions de CO2 Lrsquoeau est le seul rejet si H2 pur
Faibles eacutemissions sonores
Diversification eacutenergeacutetique La PAC nrsquoest pas lieacutee agrave une source drsquoeacutenergie primaire
Construction modulaire
Chaleur
Eau
Electriciteacute
4Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
hellip
Les PAC sont candidates sur plusieurs grands marcheacutes - Transports
- Applications stationnaires (eacutelectriciteacute chaleur)
- Applications portables
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
5Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
1048715Lrsquohydrogegravene vecteur eacutenergeacutetique de lrsquoavenir
Un carburant qui pourrait peu agrave peu srsquoimposer en particulier pour les transports (piles agrave combustible) pour lutter contre lrsquoeffet de serre
Il faut privileacutegier dans sa production les meacutethodes ne produisant pas de gaz agrave effet de serre
Il est pratiquement ineacutepuisable (durabiliteacute de lrsquoapprovisionnement) Un processus long terme (eacutecheacuteance 2030-2050) qursquoil faut deacutemarrer maintenant pour lever les barriegraveres
- Comment le produire massivement - Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) - Comment lrsquoutiliser
Tout en reacuteduisant les eacutemissions de CO2 les coucircts et en maintenant les performances et la seacutecuriteacute de la filiegravere
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
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Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
2Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La filiegravere Hydrogegravene Conversion
(combustioneacutelectrochimie)
UtilisationApplication (chaleur eacutelectriciteacute)
Production
Transport
Stockage
Distribution
Pile agrave combustibleMoteurs Turbines
3Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
Economies drsquoeacutenergie Rendement eacuteleveacute (Reacutelec gt 40)
Reacuteduction des eacutemissions locales des eacutemissions de CO2 Lrsquoeau est le seul rejet si H2 pur
Faibles eacutemissions sonores
Diversification eacutenergeacutetique La PAC nrsquoest pas lieacutee agrave une source drsquoeacutenergie primaire
Construction modulaire
Chaleur
Eau
Electriciteacute
4Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
hellip
Les PAC sont candidates sur plusieurs grands marcheacutes - Transports
- Applications stationnaires (eacutelectriciteacute chaleur)
- Applications portables
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
5Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
1048715Lrsquohydrogegravene vecteur eacutenergeacutetique de lrsquoavenir
Un carburant qui pourrait peu agrave peu srsquoimposer en particulier pour les transports (piles agrave combustible) pour lutter contre lrsquoeffet de serre
Il faut privileacutegier dans sa production les meacutethodes ne produisant pas de gaz agrave effet de serre
Il est pratiquement ineacutepuisable (durabiliteacute de lrsquoapprovisionnement) Un processus long terme (eacutecheacuteance 2030-2050) qursquoil faut deacutemarrer maintenant pour lever les barriegraveres
- Comment le produire massivement - Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) - Comment lrsquoutiliser
Tout en reacuteduisant les eacutemissions de CO2 les coucircts et en maintenant les performances et la seacutecuriteacute de la filiegravere
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
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Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
3Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
Economies drsquoeacutenergie Rendement eacuteleveacute (Reacutelec gt 40)
Reacuteduction des eacutemissions locales des eacutemissions de CO2 Lrsquoeau est le seul rejet si H2 pur
Faibles eacutemissions sonores
Diversification eacutenergeacutetique La PAC nrsquoest pas lieacutee agrave une source drsquoeacutenergie primaire
Construction modulaire
Chaleur
Eau
Electriciteacute
4Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
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Les PAC sont candidates sur plusieurs grands marcheacutes - Transports
- Applications stationnaires (eacutelectriciteacute chaleur)
- Applications portables
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
5Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
1048715Lrsquohydrogegravene vecteur eacutenergeacutetique de lrsquoavenir
Un carburant qui pourrait peu agrave peu srsquoimposer en particulier pour les transports (piles agrave combustible) pour lutter contre lrsquoeffet de serre
Il faut privileacutegier dans sa production les meacutethodes ne produisant pas de gaz agrave effet de serre
Il est pratiquement ineacutepuisable (durabiliteacute de lrsquoapprovisionnement) Un processus long terme (eacutecheacuteance 2030-2050) qursquoil faut deacutemarrer maintenant pour lever les barriegraveres
- Comment le produire massivement - Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) - Comment lrsquoutiliser
Tout en reacuteduisant les eacutemissions de CO2 les coucircts et en maintenant les performances et la seacutecuriteacute de la filiegravere
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
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Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
4Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
hellip
Les PAC sont candidates sur plusieurs grands marcheacutes - Transports
- Applications stationnaires (eacutelectriciteacute chaleur)
- Applications portables
Lrsquoassociation Hydrogegraveneet Pile agrave combustible
5Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
1048715Lrsquohydrogegravene vecteur eacutenergeacutetique de lrsquoavenir
Un carburant qui pourrait peu agrave peu srsquoimposer en particulier pour les transports (piles agrave combustible) pour lutter contre lrsquoeffet de serre
Il faut privileacutegier dans sa production les meacutethodes ne produisant pas de gaz agrave effet de serre
Il est pratiquement ineacutepuisable (durabiliteacute de lrsquoapprovisionnement) Un processus long terme (eacutecheacuteance 2030-2050) qursquoil faut deacutemarrer maintenant pour lever les barriegraveres
- Comment le produire massivement - Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) - Comment lrsquoutiliser
Tout en reacuteduisant les eacutemissions de CO2 les coucircts et en maintenant les performances et la seacutecuriteacute de la filiegravere
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
050
100
150
200
250
SM
R +
Pip
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+ P
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gaz
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+ H
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qu
ide
Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
Gra
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De
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ity
M
Jk
g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
5Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
1048715Lrsquohydrogegravene vecteur eacutenergeacutetique de lrsquoavenir
Un carburant qui pourrait peu agrave peu srsquoimposer en particulier pour les transports (piles agrave combustible) pour lutter contre lrsquoeffet de serre
Il faut privileacutegier dans sa production les meacutethodes ne produisant pas de gaz agrave effet de serre
Il est pratiquement ineacutepuisable (durabiliteacute de lrsquoapprovisionnement) Un processus long terme (eacutecheacuteance 2030-2050) qursquoil faut deacutemarrer maintenant pour lever les barriegraveres
- Comment le produire massivement - Comment le stocker et le distribuer (infrastructure) - Comment lrsquoutiliser
Tout en reacuteduisant les eacutemissions de CO2 les coucircts et en maintenant les performances et la seacutecuriteacute de la filiegravere
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
050
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SM
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Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
6Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Coucirct de lrsquohydrogegravene deacutelivreacute agrave la pompe
Figure 2 - Coucircts de lhydrogegravene distribueacuteen station-service (eurolitre eacutequiv essence)
Source SFA Pacific 2002
000
050
100
150
200
250
SM
R +
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elin
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ipel
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H2
gaz
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+ H
2li
qu
ide
Distribution
Transport
Production
Le transport drsquoH2 et sa distribution en station-service ont un impact fort
sur le coucirct final agrave la pompe(facteur 3 agrave 5)
Projet HyWays (HyFrance)
Roadmap europeacuteennetechnico et socio-eacuteconomique
de lhydrogegravene eacutenergie(en cours)
Essence hors taxes
Objectif 2010 du DOE (via SMR)
Chaque solution doit ecirctre eacutetudieacutee du puits agrave la roue ou
de la source agrave lrsquoutilisation sur lrsquoensemble des critegraveres
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
Gra
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
7Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
HyWaysHyFrance deacuteveloppement de la roadmapde lrsquohydrogegravene eacutenergie
1egravere phase (18 mois) D F GR I N NL
Projet HyFrance ( 01042004 18 mois)
Application franccedilaise des meacutethodes et outils de HyWays
eacutelaboration des donneacutees franccedilaises neacutecessaires agrave HyWays
expertise des meacutethodes et outils de HyWays
expertise et exploitation des reacutesultats franccedilais de HyWays
Coordinateur de HyFrance et point de contact national de HyWays CEA
14 partenaires franccedilais du CEA
Industriels
Ministegraveres (Industrie Recherche)
Organismes de recherchepublique
Associations
Roadmap franccedilaise
Projet Europeacuteen HyWays( 01042004 36 mois)
Analyse quantitative deacutetailleacutee des conditions neacutecessaires pour introduire lhydrogegravene eacutenergie dici 2050 en Europe en srsquoappuyant sur les situations nationales
chaicircnes de lhydrogegravene de la source agrave lutilisation (transports stationnaire)
sceacutenarios de peacuteneacutetration des technologies de lhydrogegravene (haut bas)
analyse des systegravemes eacutenergeacutetiques (modegravele Markal)
impacts sectoriels analyse macro-eacuteconomique (eacutequilibre geacuteneacuteral)
Synthegravese roadmap europeacuteenne
Recherche du consensus entre les33 partenaires du consortium
Industriels (automobile eacutenergiegaz industrielshellip)
Organismes de recherchepublique
Eacutetats membres
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
5
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
11Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
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Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
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La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
8Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Production drsquohydrogegraveneLe deacutefi eacutenergeacutetique
Pour la production massive drsquohydrogegravene il faut privileacutegier les proceacutedeacutes agrave haute tempeacuterature permettant drsquoaugmenter le rendement
Source agrave Haute Tempeacuterature
nucleacuteaire solaire geacuteothermie
Electrolyse agrave basse tempeacuterature Rendement eacutenergie primaire 20-25
Electrolyse agrave haute tempeacuteratureGain de 10 agrave 30
Cycles thermochimiques Rendements espeacutereacutes 50 eacutenergie primaire (chaleur)
9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
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Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
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Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
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Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
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Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
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Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
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Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
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market entry transport (fleets)
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9Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Lrsquoameacutelioration du transport de lrsquohydrogegravene passe par le stockage
Solide Liquide Gazeux
Cahier des charges des constructeurs automobiles stocker environ 5 kg drsquoH2 pour une autonomie de 500 km
Capaciteacute massique de stockage gt 5 (gt 15 kWhkg)
Capaciteacute volumique de stockage gt 36 kg H2 m3 (gt12 kWhL)
10Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Stockage drsquohydrogegravene
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
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Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
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Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
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Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
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Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
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Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
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Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
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Schneider Thales
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Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
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Stockage drsquohydrogegravene
0
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0 5 10 20 25 30Volumetric Energy Density MJl
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g LH2 SysWt 42 CGH2
SysWt 37 700bar
AdvancedLH2 TankSysWt 82
HT+ MT- Metal HydridesSysWt 33 - 34
LT- Metal Hydride SysWt 12
15
DOE-Goal 2015SysWt 9
Performances des technologies actuelles par rapport agrave lrsquoobjectif 2015 du DOE
Gasoline
Besoins de RampD pour ameacuteliorer la capaciteacute des reacuteservoirs et baisser leur coucirct de fabrication (objectif systegraveme de stockage 2015 60 eurokg)
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Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
e-
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Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
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Technologies PEMFC et SOFC
Deux filiegraveres jugeacutees prometteuses
PEMFC (pile agrave membrane eacutechangeuse de protons) T ~ 80 degC cellules et stacks disponibles ex Ballard Plug Powerhellip
SOFC (pile agrave oxyde solide) T gt 700 degC piles tubulaires opeacuterationnelles piles planaires prototypes ex Siemens Westinghouse Sulzer Hexishellip
Elles offrent le meilleur potentiel pour leur densiteacute de puissance (compaciteacute) et leur simpliciteacute de mise en œuvre
Electrolyte Polymegravere Electrolyte Polymegravere SolideSolide
PlaquePlaquebipolairebipolaire
HH2 2 OO2 2
(air)(air)
AnodeAnodeCathodeCathode
HH++
CollecteurCollecteur de courantde courant
frac12 O2 + 2H+ + 2e- H2O H2 2H++ 2e-
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Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
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Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
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Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
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European Hydrogen Platform
InternationalInternationalIPHEIEA
14Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Hydrogegravene et Piles agrave combustible en Europe
- FP 5 (1998-2002) 145 Meuro
- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
Aides publiques compareacutees
- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
15Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La plate-forme europeacuteenne
16Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
La vision europeacuteenne
market entry portable
market entry transport (fleets)
market entry stationary
17Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama 2004 de lrsquoinvestissement RampD publicpriveacute et de la collaboration internationale
12Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Les grands deacutefis technico-eacuteconomiques de la PAC
Stationnaire
Portable
Transport
Coucirct durabiliteacute fiabiliteacute inteacutegration sucircreteacute plus-value
Situation actuelle Coucirct de la PAC ~ 3000-5000 eurokW etdureacutee de vie systegraveme en conditions reacuteelles drsquoutilisation 500 agrave 2000 h
Les deacutefis - Endurance (40 000 h) - Coucirct viseacute lt 800-1500 eurokW- Infrastructure stockage H2 - Endurance (5 000 h veacutehicule particulier)- Coucirct viseacute lt 200 eurokW (transport urbain) 250 eurokW APU (voiture de luxe) 50 eurokW (veacutehicule particulier)- Infrastructure stockage H2
- Coucirct viseacute (05 euroWh)- Miniaturisation
13Journeacutee CNRS - GAT12 - 20 Janvier 2005
Panorama en France
Public research organisationsPublic research organisationsCEA CNRS
IFP INRETS INERIS CSTB UTBM
Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
Governmental entitiesGovernmental entitiesMinistries Ademe
EuropeEuropeFP6
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Total Europe 100-150 Meuroan
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- 2002 creacuteation drsquoun High Level Group- Juin 2003 rapport sur la vision europeacuteenne H2ampPACconfeacuterence Bruxelles- Deacutecembre 2003 initiative de croissance europeacuteenne (projets phares)- Janvier 2004 lancement de la plate-forme europeacuteenne H2ampPAC (vision commune partageacutee strateacutegie coheacuterente)- Quick start program 28 Milliards euro sur 10 ans (2005-2015)
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Universities
Fuel cell makersFuel cell makers System IntegrationSystem Integration
Axane Helion SNECMA
Materials and componentsMaterials and componentsSNPE-SME
Saint-Gobain Ullit Composites Aquitaine
Energy suppliersEnergy suppliersEnergy servicesEnergy services
EDF Dalkia Alstom Areva
Fuel processor makersFuel processor makersN-GHY CETH
Oil companiesOil companiesGas suppliersGas suppliers
Air Liquide GDF Total
End UsersEnd UsersRenault PSA Irisbus Valeo
Schneider Thales
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- FP 6 (2003-2004) 100 Meuro (50Meuroan) plate-forme europeacuteenne
Total Europe 100-150 Meuroan
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