Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
massique devrait doubler à horizon 2015 1 . Sa transformation via les piles à
combustible produit électricité et chaleur, permettant un emploi dans les principaux
usages énergétiques : mobilité, usages de l’électricité, besoins thermiques des
bâtiments, accroissant les potentialités de substitution entre sources d’énergies
conventionnelles et sources d’énergies renouvelables.
Les bénéfices énergétiques dépendent du rendement de la chaîne énergétique, dont
l’optimisation apparaît comme un facteur déterminant les potentialités énergétiques
de ce vecteur. Pour l’heure, le procédé de production le plus utilisé reste le
vaporeformage du méthane, très émetteur de gaz à effet de serre.
4.2. Distribution et stockage de l’hydrogène et connexions au réseau
L’intelligence croissante des échanges entre systèmes de production, transport,
distribution et sites de consommation, autorisera une forte automatisation des
réseaux ainsi qu’une gestion avancée de la production et de la charge. L’hydrogèneénergie
et les piles à combustible offrent des capacités de stockage et de
production d’électricité à la demande permettant d’optimiser la gestion des
intermittences. Ils contribuent à l’évolution des réseaux électriques à différentes
échelles. L’hydrogène peut interagir avec le réseau de gaz naturel et offre des
possibilités d’interconnexions entre réseaux électriques, réseaux de gaz naturel et
sources d’énergies renouvelables, contribuant à une régulation évoluée des
différentes formes d’énergies finales.
4.3. Réduction des nuisances des usages énergétiques,
notamment en milieu urbain
La mobilité urbaine et périurbaine est confrontée aux nuisances locales : émissions de
polluants (oxydes d’azote, particules, etc.), nuisances sonores. La pile à combustible,
associée au véhicule électrique, constitue une solution de rupture pour ce qui est des
polluants. Sous réserve d’une production d’hydrogène décarbonée, le véhicule à PAC
n’émettra pas de gaz à effet de serre. Air Liquide prévoit à horizon 2020 de fabriquer
50 % de son hydrogène destiné à des applications énergétiques de manière
décarbonée (programme Blue Hydrogen). Cependant, son développement rencontre
plusieurs difficultés : déploiement d’un réseau de distribution, coût du véhicule et
sécurité du stockage mobile de l’hydrogène.
Les usages de l’énergie dans les bâtiments évoluent fortement. Production et
stockage d’énergie pourraient se généraliser à l’échelle du bâtiment ou d’îlots. La
technologie des piles à combustible (hydrogène ou gaz naturel) peut contribuer aux
besoins énergétiques avec un rendement de conversion élevé. Le rapport entre
électricité et chaleur produite, favorable à l’électricité, répond à l’évolution observée
des usages dans les bâtiments. Batteries (notamment Li-ion), mais également
supercondensateurs répondent également à ces problématiques. Les performances
de ces procédés devront être évaluées (capacité de stockage, facilité d’utilisation,
sécurité).
(1) Source : CEA.
Centre d’analyse stratégique - 238 - Août 2012
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