Encore l inefficacité de l hydrogène comme energie

Si on pouvait extraire de l hydrogène de certains roches qui en produisent en se transformant ou si on pouvait en produire directement a partir d energie solaire , par une sorte de photosynthèse qui produirait directement l hydrogène et de manière peut couteuse que pourrait on en faire au delà des utilisations actuelles dans la chimie ?

On pourrait le transporter par pipeline comme le gaz naturel et alimenter des centrales a cycle combine qui convertissent en électricité 62% de la chaleur que produit la combustion a l air tout en rejetant de l eau.

Une utilisation possible de cette électricité qui peut être decarbone si extraite des sources naturelles ou verte si produite a partir d hydrogène solaire serait de propulser des véhicules, en utilisant des véhicules a piles,le rendement entre électricité sortie de pile et le pouvoir calorifique de l hydrogène ´, pcs , 33kWh par kg pour production d eau vapeur , est 62% pour passer de l hydrogène en électricité et 75% pour le rendement en energie décharge/ charge d une pile , soit 46.5% donc 15.3 kWh par kg d hydrogène.

Si on utilise directement l hydrogène dans des véhicules , il faut le comprimer pour le stocker dans le réservoir du véhicule ce qui coute 2.3kWh par kg d électricité , d apres ci dessus cela fait 2.3/ 15.3 = 0.15kg d hydrogène en utilisant de l électricité produite comme ci dessus, il faut donc 1.15kg d hydrogène de réseau , suppose a 30 bar, pour avoir 1 kg d hydrogène comprime a 700bar .

Ensuite on utilise l hydrogène comprime et détendu pour alimenter une pile a hydrogène et air , couramment appelée pile a combustible . Les meilleures piles a combustible ( toyota mirai ) avec compression d air et circulateur d hydrogène on un rendement de 43% sur le rendement théorique d une pile a air qui est de 98% par effet de la concentration de 20% de l oxygène dans l air, de l enthalpie libre de formation de l eau vapeur qui est de 34kWh .
Donc pour le kg d hydrogène comprime : 34*98%*43% = 14.3 kWh

et pour 1 kg d hydrogène de reseau , 14.3/1.15=12.4kWh .

Donc meme s il existait de l hydrogène naturel ou solaire , il faudrait mieux au point ds vue efficacite en matière de propulsion de véhicule, le transformer en électricité dans une centrale thermique a cycle combine puis utiliser l électricité produite pour charger les piles d un véhicule électrique que de comprimer l hydrogène pour remplir les réservoir d un véhicule a pile a combustible . Avec le 1 er système on fait 20% de kilomètre en plus qu avec l hydrogène.

On voit le grotesque du cas actuel ou l hydrogène serait produit a partir d électricité, au lieu d utiliser cette électricité pour charger les batteries d un véhicule , on produit de l'hydrogène. Et la il serait encore plus efficace d utiliser cet hydrogène. pour produire de l électricité qui alimenterait un véhicule a pile que de le comprimer pour alimenter un véhicule a hydrogène !

Le schéma un peu ridicule consistant a

transformation de l électricité en hydrogène par électrolyse

brulage de l hydrogene dans une centrale thermique pour produire de l électricité

puis charge des piles du véhicule avec cette électricité

est malgré la double conversion de l électricité primaire , en hydrogène par électrolyse puis en électricité dans une centrale a cycle combine, meilleur que le schéma du système a hydrogène , c est dire l inefficacité énergétique du passage par l hydrogène .

nota : on a pas compte les pertes du réseau électrique et transformation dans le cas des piles , mais on ne compte pas le cout de transport et compression de l hydrogène naturel ou solaire dans le cas du véhicule a hydrogène.