CH2ARGE est le premier chargeur de véhicule électrique fonctionnant avec une pile à combustible. Un démonstrateur a été présenté début janvier par AFC Energy au parc de Dunsfold. Si ce nom ne vous est pas étranger, c’est que c’est sur l’aérodrome de Dunsfold que se tourne l’émission de la BBC Top Gear.
Le but de AFC Energy (Alcaline Fuel Cell) est de fournir une électricité « locale » et « propre ». Evidemment pour cela il faut se fournir en hydrogène renouvelable et produit localement. Pour se développer, AFC mise sur une croissance rapide du marché du véhicule électrique. Et ce marché pour être alimenté sans faire sauter le réseau pourrait avoir besoin de chargeurs comme le leur.
AFC a un scénario très favorable au VE et à l’hybride rechargeable. Outre un parc à 25% électrique et 50% hybride rechargeable (!) AFC prend comme scénario que 10% des voitures rechargent (charge rapide) en même temps. Sachant que le chiffre pour le parc de VE est annoncé à 9 millions d’unité, ce sont donc 900 000 véhicules qui se chargeraient en même temps, en charge rapide. Très optimiste (ou pessimiste selon le côté où l’on se place).
Forcément, la demande en électricité est alors trop élevée. Et hop ! Il faut obligatoirement les générateurs d’AFC Energy. Ces chargeurs à pile à combustible, AFC veut les vendre aux autorités, bien entendu, mais aussi à n’importe quelle entreprise. Pourquoi ne pas en mettre sur les parkings de grandes surfaces, de centres commerciaux, ou même des stades ? avance AFC Energy.
Propre, à condition que l’hydrogène le soit
Le système CH2ARGE contient une pile à combustible, une batterie tampon 48 V et un onduleur pour alimenter la borne de recharge. La batterie permet de tamponner la demande et de délivrer une puissance plus importante que celle de la PAC. le système peut être également intégré au réseau électrique, ou être totalement autonome. L’intérêt d’être relié au réseau est de pouvoir stocker les excédents des énergies renouvelables et de les redistribuer plus tard.
Par contre, niveau efficience, on devrait être bien bas. La génération de l’hydrogène n’est pas des plus efficience, à moins de monter un réacteur complexe avec cogénération et tout ce qui va avec. Et la réaction inverse, dans la pile à combustible est avec un rendement de 50/60% environ, et plus si là encore on utilise la chaleur en cogénération.
Ici, AFC ne parle pas de tout cela dans son CH2ARGE. Il serait intéressant d’avoir le chiffre théorique du rendement, mais il n’est pas communiqué par la société britannique. L’autre point un peu vite éludé, c’est la fourniture de l’hydrogène comme on le disait plus haut. Si on alimente le système en hydrogène renouvelable, c’est « propre ». Là encore, pas un mot sur la fourniture potentielle. Ce sera au bon vouloir des opérateurs du système. Y mettre de l’hydrogène issu de sources fossiles avec un rendement pas terrible, ce n’est pas forcément terrible.
Pour chercher des partenaires et des distributeurs, il est sans doute mieux de ne pas évoquer ces petits inconvénients.
Oui, de prime abord, je ne vois pas bien l’avantage de la production de l’hydrogène pour la convertir en électricité si ce n’est pas sur un véhicule.
En effet, ici, la conversion se fait sur place (fixe), la borne de recharge.
On a alors :
1) production (sans doute électrique) de l’hydrogène dans un centre donné,
2) puis transport de cet hydrogène à une borne de recharge,
3) et enfin conversion en l’électricité.
Avec, à chacune des 2 productions des déperditions
Sans compter tous les mécanismes…
Musk, lui, fait plus logique.
Qu’AFC nous donne ses raisons !
chaque borne est connectée au réseau électrique, ET possède le nécessaire pour la fabrication de l’hydrogène à partir de l’électricité (du réseau électrique), ET possède le nécessaire pour fabriquer de l’électricité (à partir de l’hydrogène stockée précédemment)
À wizz :
rire !!!
« chaque borne … possède le nécessaire pour la fabrication de l’hydrogène à partir de l’électricité (du réseau électrique),
ET possède le nécessaire pour fabriquer de l’électricité (à partir de l’hydrogène stockée précédemment) » !!!
C’est une « usine à gaz » ! Les Shadocks aimeraient ça !!
J’ai une idée, wizz : y a qu’à creuser des trous pour pouvoir les reboucher ensuite !
Usine a gaz sans doute, mais stockage de surplus d’énergie oui.
Creuser un trou pour le reboucher, pourquoi pas, si cela permet de récupérer une partie de l’énergie.
Après tout, on pompe bien de l’eau pour la remettre dans les barrages.
Cela permet d’utiliser le surplus d’énergie électrique et de le stocker avec plus ou moins de pertes.
Cette électricité est produite, il faut la consommer ou la stocker.
On pourrait allumer des lumières en plein jour pour consommer et gaspiller ce surplus, ou on peut la mettre dans des vecteurs, batteries, H2, énergie potentielle, etc.
Evidemment le principe est de produire le moins possible pour rien, mais quand c’est là et bien il faut stocker.
Reste à voir si globalement c’est plus intéressant de faire du H2 pour le consommer derrière ou de faire une énorme batterie pour stocker l’électricité.
Plusieurs chiffres : densité d’une très bonne batterie Li-ion (les Panasonic utilisées par Tesla par exemple) 240 Wh/kg
densité du H2 33 kWh/kg
Donc il semble évident d’un point de vue stockage qu’il vaut mieux stocker du H2 que de prendre d’immenses batteries lourdes et polluantes à la fabrication.
Mais, pour faire 1000 litres de H2 il faut 5 kWh d’électricité. 1000 l de H2 gazeux c’est en gros 3 kWh. Si on comprime pour stocker, on gagne en place mais on perd en énergie contenue.
On prend ensuite la PAC et en (très) gros pour obtenir 1 à 1,5 kWh d’électricité, on a dépensé à la base 5 kWh.
De ce point de vue, ce n’est pas jojo….
Reste à voir ce qui est le plus simple à mettre en place, et le plus écolo pour stocker l’électricité en surplus.
Et dans ce cas là aussi le système de la pompe à chaleur est une « usine à gaz » … et pourtant, ça marche, et plutôt bien
Heu cela n’a rien à voir…
À Thibaud :
« Creuser un trou pour le reboucher,… permet[rait] de récupérer … de l’énergie. » :
c’est forcément consommateur d’énergie ! Chaque geste, chaque frottement, chaque mouvement est consommateur d’énergie. Chaque transformation aussi, donc.
Oui et ?
D’un côté vous avez de l’énergie produite et perdue si on ne la stocke pas.
De l’autre vous avez différents moyens de stockage, plus ou moins efficients, mais aussi plus ou moins polluants, faciles, difficiles, scalables, etc à mettre en oeuvre.
On peut faire un parallèle avec la production d’électricité.
Les éoliennes sont une belle façon de faire de l’électricité.
Pour autant faut-il faire intégralement notre électricité avec ? Je vous donne un indice…vus notre consommation, il faudrait des dizaines de milliers d’éoliennes, ainsi que des batteries tampon.
À Thibaud :
1) l’idée d’AFC n’est pas tant de stocker pour stocker, mais de distribuer.
2) pour stocker de l’énergie venant de l’électricité pour être consommée en électricité, rien de mieux que les batteries (ou super-condensateurs ?) ! Toute autre solution est 2 fois énergivore : une 1e fois dans un sens, une 2nde fois dans le sens contraire.
BetterPlace utilisait la technique simple qui est de disposer des batteries en station. Sans « usine à gaz ».
@Ami204 : Sauf que la batterie coûte de l’énergie à produire, à détruire, etc. et beaucoup de place également.
Je vous ai mis les densités énergétiques, ce n’est pas pour rien 😉
moi aussi, Ami204, j’ai une idée: discuter avec des chiffres, quantifier l’ordre de grandeur des choses
https://auto.bfmtv.com/actualite/les-voitures-en-france-sont-de-plus-en-plus-vieilles-1200981.html
Le parc automobile en France, c’est plus de 30 millions de voitures, et presque 40 millions en comptant les utilitaires. Combien de pourcentage de VE aura t on au maximum, et dans combien d’années?
1%? 5%? 10%? 25%? Peu importe. Qui vivra verra
1% du parc français, c’est 400.000 véhicules
Disons donc 400.000 véhicules électriques « au standard Musk » en charge, et donc à la puissance de 120kW. Ceci fera simplement un appel de courant de….48GW!!!
A titre de comparaison:
-l’intégralité des réacteurs nucléaires français en pleine charge, c’est 63GW
-la capacité du réseau français, c’est un peu plus de 100GW. Il y a des moments de l’année où on approche cette capacité maximale de transport d’électricité, et d’autres moments où on en est très loin. La variation de la conso dans une journée peut varier du simple au double
-la mise en marche des moyens de production électrique peut varier entre quelques minutes pour un barrage de montagne, quelques dizaines de minutes pour un groupe électrogène diesel, quelques heures pour une centrale thermique, quelques jours pour un réacteur nucléaire
-la plupart des abonnements en France, c’est entre 6 et 12kW. Et donc 1 seule borne de Tesla représente entre 10 et 20 foyers.
Bref, lorsque les voitures électriques se brancheront massivement sur les superchargeurs « si logiques », alors on aura le choix entre:
-ne rien faire, et faire sauter le réseau d’élect
-ne pas alimenter les superchargeurs, attendre la baisse de consommation des foyers, magasins, usines….
-alimenter immédiatement les superchargeurs, et couper l’alimentation des foyers, des magasins, des usines…
-investir dans les moyens de production électriques « classiques » (c.a.d loin du consommateur)…et espérer que le pic de consommation ne dépasse pas la capacité de transport du réseau
-investir dans un moyen de stockage d’électricité pouvant fournir de l’électricité au client SANS avoir besoin de REPASSER par le réseau. Autrement dit, stocker dans la borne de recharge. A l’heure actuelle, c’est soit recharger des dizaines de tonnes de batteries stationnaires (ps: par borne de recharge) pour ensuite transférer à la voiture du client, soit produire des m3 d’hydrogène avant de l’utiliser dans une PAC pour recharger la voiture élect du client
bref, pas de miracle, ni de « solution logique »
« Musk, lui, fait plus logique. » merci de développer.
il ne peut pas, tant les deux concepts « Musk » et « logique » sont tout sauf logiques et assimilables ensembles !
À Christohe :
Oui, il reste dans l’électrique, comme tout les autres, sans changer 2 fois de mode de stockage d’énergie : une 1e conversion (élec –> H2) pour ensuite une 2nde conversion, une inversion (H2 –> élec) !
Les gens d’AFC ne doivent pas être toqués (!), ça serait bien qu’ils expliquent mieux leur méthode.
CH2ARGE… Comment est-ce que ça se prononce ? 😀
Alors là ça commence à devenir intéressant !
À Thibaud :
« D’un côté vous avez de l’énergie produite et perdue » :
où ça ?
Ce que je n’ai pas compris, c’est d’où vient et quelle est l’énergie utilisée par AFC pour faire de l’hydrogène ?
« d’où vient et quelle est l’énergie utilisée par AFC pour faire de l’hydrogène ? » >> C’est de l’électricité pour AFC. Elle peut provenir de n’importe quel producteur d’électricité et est injectée sur le réseau.
Un panneau photovoltaïque produit le jour…s’il n’y a personne pour consommer l’électricité injectée, elle est perdue (en élec cela n’existe pas, il faut la consommer).
Donc perdue pour perdue, autant la stocker, fut-ce en perdant 80% au travers un rendement global médiocre.
Je reprend l’analogie avec un restaurateur.
Il prévoit 30 couverts le midi et prépare donc 30 repas du jour.
Finalement 28 personnes sont venus. Il lui reste 2 repas sur les bras. Il les jette ou il les brade/donne ?
À Thibaut :
Y a qu’à pas produire trop d’électricité !
Comment fait ÉdF ?
La blague !
La production n’est pas instantanée. Il faut donc faire des prévisions de consommation pour produire suffisamment, et légèrement plus pour palier une erreur de prévision.
Les prévisions prennent en compte le jour de la semaine, l’actualité, la météo, etc.
C’est un peu comme si vous disiez à un restaurateur qu’il ne doit pas produire trop de denrée pour son service.
Soit il en fait trop peu et tombe en pénurie (pour les opérateurs d’électricité cela signifie panne de courant !) soit il en fait suffisamment et doit forcément en avoir trop.
En plus, la journée, les panneaux photovoltaïques produisent.
Les éoliennes peuvent produire, quand le vent souffle…jour ou nuit.
Le jour, c’est « inutile », la nuit ? encore pire…
Il faut donc stocker.
Et plus on aura des sources alternatives et plus il faudra stocker.
C’est pour cela que les générations de VE qui arrivent (la Leaf le fait déjà) peuvent servir de batteries tampon.
C’est aussi pour cela que l’on remonte de l’eau dans les barrages même si cela semble gâcher de l’électricité.
Sinon, EDF n’est pas le seul producteur d’élec et tous sont confrontés au problème.
RTE (le réseau de transport d’élec) a rendu public les prévisions et la conso depuis 2014 (de mémoire).
http://clients.rte-france.com/lang/fr/visiteurs/vie/courbes.jsp
On voit que la prévision est très proch de la réalisation.
Quand la conso dépasse la prévision, on lance des centrales thermiques (rapidité de mise en route) et/ou on demande à certains gros consommateurs industriels de réduire ou de différer leur consommation.
Ces industriels signent des contrats avec RTE pour accepter de tamponner la demande contre des tarifs préférentiels.
OK, merci pour cet exposé bien développé !
bien sûr qu’il n’y a qu’à pas produire trop d’électricité lorsqu’il n’y a pas assez de consommateurs….et donc produire autant que nécessaire lorsqu’il y aura beaucoup de demande. C’est si simple pourtant sur le principe.
Sauf que les moyens de production électrique sont peu flexibles pour pouvoir suivre en temps réel la consommation. Et plus la variation de consommation sera importante, plus il sera difficile de faire suivre la production.
Comment fait donc EDF?
Elle fait fluctuer les niveaux de puissance des réacteurs. Cela use prématurement les structures par effet de fatigue.
Elle fait fluctuer légèrement le débit des barrages des fleuves Rhin, Rhone. (en gros, on ferme une partie des turbines le soir).
Elle ouvre les vannes des barrages de montagne pour pouvoir produire très rapidement une forte puissance….avant de pomper pour la re-remplir la nuit suivante
Elle fait remarcher des centrales au gaz, et quelques au charbon
Ses « partenaires » sont incités à produire davantage aux heures de pointes. (exemple de partenaires: les incinérateurs d’ordure, les méthaniseurs, etc…)
Elle incite d’autres clients à consommer davantage aux heures creuses, et se mettre en stand by aux heures de pointe (ex: les chambres froides industrielles, Air Liquide, les industriels d’alu…)
Et bien entendu, on exporte massivement en Suisse à un prix dérisoire (1 à 2 centimes le kWh) aux moments où on en a trop, qui en profite pour remplir ses barrages. Puis plus tard, face aux pics de consommation, on importe depuis….la Suisse qui nous le facture à 20cts, 50cts le kWh, selon le cours du kWh.
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Dans l’immédiat, voir une Tesla se rechargeant à 120kW et repartir en 1/2h, on dit ouahhh, c’est génial
Dans un futur proche, voir 10.000 voitures électriques se rechargeant comme chez Tesla, c’est déjà un pic de 1200MW, qu’il faudra produire immédiatement sous peine de sous-tension du réseau…avant de stopper immédiatement sous peine de surtension du réseau (nos appareils modernes sont très sensibles aux 50Hz 240V…)
Dans un futur plus lointain, voir 100.000 voitures électriques branchées sur les bornes, voire 1 million de VE…. Il faudrait m’expliquer comment fournir toutes ces voitures en élect…
Comment fait donc EDF?
EDF parvient à suivre à peu près bien en faisant beaucoup d’efforts latéraux (voir l’exemple avec la Suisse), et que les variations sont encore faibles, ET SURTOUT prévisible. On sait quand les enfants quittent l’école, quand les parents rentrent du travail, quand les plaques de cuisson se mettent en marche, et donc on peut anticiper plus ou moins. Mais demain, ça sera différent avec la démocratisation de la voiture électrique SI les gens ne changent pas d’attitude
-des millions de VE se rechargeant quotidiennement pendant la nuit, on saura s’y adapter (et ça tombe bien parce qu’on ne sait pas quoi faire de cette élect, sauf à vendre à perte aux Suisses)
-mais la voiture, selon les gens, c’est la liberté. On a l’habitude de refaire le plein d’essence à tout moment. Et ça, ce sera difficile à anticiper pour le réseau électrique lorsque les VT seront remplacées par les VE. Soit on ne sera pas capable de produire cette énorme puissance électrique en quelques minutes. Soit le réseau ne sera pas capable de faire transiter toute cette puissance. Il sera indispensable d’avoir un stock d’électricité localement sur chaque borne de recharge. Soit via des dizaines de tonnes de batteries. Soit via l’hydrogène. Soit….
OK, merci pour cet exposé bien développé !