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Mc phy , Plug power, Hydrogenics , Ballard , cela peut il durer?



Windboy Windboy
30/01/2021 16:09:14
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Marko , il n’y a aucun cc j’ai ecris ce texte hier sur note d’un iphone .

En relisant il y a une phrase inachevée , je complète :


Un stockage dans pipe line de gaz tel que cela se ferait dans les projets power to gas , est encore pire qu’un stockage d’électricité , car d’une part on ajoute parfois un transformation couteuse de l’hydrogène en méthane impliquant de plus une perte d’energie ,

, et en plus on produit une energie de second ordre , un combustible , a partir de l’energie la plus noble , l’electricite , equivalent de l’energie mécanique . il n’est besoin que de comparer le prix de l’électricité et celui du gaz !

Il y a eu un projet de power to gas pres de marseille Jupiter je crois. C’est assez démentiel d’autant plus que simultanément une partie de notre production d’électricité , en ce moment 3483 MW sur 67000 MW vient du gaz .

  
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Windboy Windboy
30/01/2021 15:46:46
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Merci il manquait un bout et je suis sur iphone , pas facile d’avoir une vue d’ensemble , je passerai sur ordi pour corriger .

Dans ce qui suit les chiffres techniques sont aisement verifiable , les rendements ne sont jamais donne en direct par les fabricants car cela découragerait les clients , il faut trouver des performances et calculer les rendements , pour les chiffres de prix c’est moins facile car ce qu’on trouve sur internet varie énormément .

Utilisation de l’hydrogène H2 dans l’energie


La production d’H2 qui n’existe quasiment pas sur terre se fait a partir d’energie existante , la voie chimique par attaque d’hydrocarbure par de la vapeur d’eau , est celle qui produit 97 % de H 2 produit dans le monde , soit 70 millions de tonnes par an .

Si on regarde l’intérêt de cette solution pour la propulsion des véhicules , on constate que en tenant compte du rendement de production de H2 a partir d’hydrocarbure et des emissions de CO 2 de cette usine , la compression de l’hydrogène , la distribution par camion de H2 aux centres remplisseurs de véhicules , le rendement de conversion de H2 en électricité courant continu dans le véhicule et le rendement de la conversion du courant continu en courant alternatif puis celui du moteur électrique entrainant les roues , un véhicule a hydrogène consomme 1,3 fois plus d’hydrocarbures et produit 1,3 fois plus de CO 2 qu’un véhicule a essence .


Pour le cout , prenons les taxis hype de la region parisienne , a partir de 1 kg d’H2 fourni par un des 6 centres remplisseurs alimentes en hydrogene chimique par Air liquide , les véhicules produisent 32kWh/kg * 41% * 96% * 94 % = 11.84 kWh mécanique sur roues par kg

Avec 41% = rendement net de la pile a combustible ( toyota mirai ) , 96% rendement de conversion du courant continu en courant alternatif a fréquence variable alimentant le moteur électrique , 94% rendement du moteur électrique ( a aimant permanent pour réduire les pertes) .


Pour un diesel en ville le rendement du moteur qui est de 36% au nominal baisse a 20% pour tenir compte des ralenti et regime variable , le rendement boite de vitesse et transmission est de 96*97 % = 93% .


A partir d’un litre de gazole de capacité calorique PCI de 12kWh /kg * 0.83 Kg / litre , on produit : 12*0.83*20%*93%= 1.85 kWh / litre , 1 kg d’hydrogène produit

La meme energie mécanique que 6.4 litres de gazole . 1kg d’hydrogene est vendu 15 E a la borne , 1 litre de gazole 1.43 E a la pompe , le cout du combustible est 15 E pour H2 et 9,2 E pour le diesel , le diesel est 39% moins cher que H2 .

Pour produire 11.84 kWh a partir d’une pile il faut

11.84 / 94% / 96% / 80% / 90 % = 18.2 kWh d’électricité en courant alternatif avec


80% rendement décharge / charge pile li ion

90 % rendement transfo redresseur pour charger la pile a partir du réseau


Le kWh chez soi est a 0.14 E , cela fait 2.55 E , 6 fois moins que H2 .


L’autre méthode pour produire H2 est l’électrolyse de l’eau et si l’électricité utilisée est de carbonée ( solaire , éolien , hydroélectrique , nucléaire , biomasse , géothermie ) l’H2 peut être qualifie de vert .


La performance de l’électrolyse et tenant compte qu’il faut transformer et redresser le courant alternatif est de 1 kg H2 pour 55 kW , un kg H2 permet de produire 32 kWh Pcs de chaleur , soit un rendement de 58.2 % compose de 90 % pour le transfo redresseur et 64.7 % pour l’électrolyseur .

Il faut ensuite comprimer l’hydrogène pour pouvoir le stocker , pour les véhicules cette compression se fait a 700 bar et cela consomme 4.4 kWh par kg donc 59.4 kWh par kg d’H2 comprime au lieu de 55 kWh pour l’électrolyseur equivalent , un rendement de 55/59.4 = 92.6 % .

Ensuite il y a la pile a combustible dont le rendement est de 41 % ( pile de Toyota Mirai 2020 ) par rapport au pouvoir calorifique inférieur ( car la pile produit de l’eau vapeur )

Le rendement global de l’hydrogène depuis le courant alternatif du réseau jusqu’au courant continu sortie de pile est :

90% * 64,7 % * 92,6 % * 41 % = 22,1 %


Le rendement entre le courant alternatif pour charger la pile et le courant continu en sortie de pile est ( notons que le rendement de la pile est compose d’un rendement de charge conversion de l’ectricite en courant continu en energie électrochimique contenue dans la pile de 90% et d’un rendement décharge , conversion de l’energie électrochimique en courant continu de 90 % )

90% *80 % = 72%

Le courant continu est ensuite converti en energie mécanique par onduleur et moteur électrique dans le véhicule a H2 comme dans le véhicule a piles .

Un véhicule a H2 consomme ainsi 72/22,1 = 3.3 fois plus d’ électricité qu’un véhicule a pile .


On sait que aujourd,hui la quasi totalité de l, accroissement de la production électrique est satisfait par le solaire presque partout et l,éolien dans des pays favorise par le vent ou , comme en France , la production est subventionnée . Le consommateur d’électricité paye avec ses factures une contribution au service public de l’électricité, et subventionne , involontairement l’éolien . La raison est simple , le solaire est devenu quasiment partout dans le monde la source d’électricité la moins chère et l’éolien aussi , dans les pays ou il y a du vent ( Mexique , Brésil, australie , puis usa et GB , l,Allemagne qui a beaucoup d,éolien a un gisement mediocre , moins bon que celui de la France ) .


Certains pensent que l’ essort du renouvelable et notamment du solaire va imposer le développement de l,hydrogène , le raisonnement est le suivant :

« Le développement du solaire va permettre l’apparition d’électricité gratuite , les heures les plus ensoleillées et en été , le rendement de H2 n’est pas tres bon mais qu’importe puisque l’électricité que l’on stocke grace a H2 est gratuite , il faut mieux produire H2 que de jeter l’électricité excédentaire ,l’hydrogène quasiment gratuit issu du stockage peut être ensuite utilisé directement pour remplir les reservoirs des véhicules électriques ou pour produire de l’électricité quand la demande est forte , qui est fortement valorisée «


Ce raisonnement simpliste oublie que la mise en oeuvre de H 2 a un cout et qu’il y a peut être d’autres moyens d’utiliser cette « électricité gratuite «


Voyons cela dans le detail , considérons un stockage d’électricité par H2 journalier qui stocke le jour et restitue l’électricité le soir la et le matin , supposons un stockage par H 2 qui stockerait , l’électricité solaire pendant 6 heures par jour en moyenne , ce qui est beaucoup car , le solaire en France produit 1300 h de la puissance crête par jour soit 3.5 heure et qui restitue l’électricité 6 heures par jour , la aussi c’est beaucoup car il n,y a pas 6 heures de pointe mais , c’est pour determiner une puissance ce peut être , 3 heures a fond matin et soir et 12 heures a 25% de charge la nuit .

Ainsi l’électrolyseur et le compresseur du système H2 fonctionnerait 6 heures par jour et la pile a combustible 6 heures par jour .


Prenons une stockage H 2 permettant de produire 1 MWh d’électricité en courant continu par jour , il serait compose d’une pile a combustible de 1MWh / 6 heures = 167 kW


Un reservoir contenant de quoi 1 MWh dans une pile soit 1/ 41% /32 kWh /kg = 76,2 kg H 2 comprime .


pour produire 1 MWh d’électricité il faut introduire dans le système de stockage ,1/ 22.1 % = 4.5 MWh d’électricité en courant alternatif dont 4,16 MWh vont vers un redresseur alimentant l’électrolyseur qui consomme 3,74MWh et 0,34 MWh qui alimente le compresseur , les appareils fonctionnant 6 heures leur puissance est :

Electrolyseur = 4.16/6 = 690 kW

Compresseur = 0,34 / 6 = 67 kW


Voyons le cout , un pile coute 600 E le kW ( d’après Battelle ) un electro compresseur multi étagé avec refrigeration intermédiaire 1200 E par kW et un électrolyseur 800 E / kW h ( d’après Afhypac ) .


Une stockage en acier contenant 76 kg H 2 a 700 bar pèse 2280 kg et coute 4 E / kg soit 10 000 E .


Le cout total pour mettre en oeuvre le stockage de 1 MWh par H2 est :

167 * 600 + 10 000 + 67*1200 + 690*800 = 732 600 + 10000 = 742 600 E



Pour stocker 1 MWh d’électricité , il faut une pile de 1 MWh qui pèse 4 tonne en conteneur , les piles lithium coutent 140 E / kWh ( Lithium-ion battery packs cost US$1,183 per kilowatt hour in 2010; nine years later, the price had dropped nearly tenfold to US$156/kWh in 2019, according to BloombergNEF data) en ajoutant le conteneur et les systèmes de charge et décharge on arrive a 200 E / kWh .

Donc un cout de 200 000 E .


Le stockage par piles est 3.7 fois moins cher que le stockage par hydrogène , comme par ailleurs le stockage par piles consomme 3.3 moins d’électricité que le stockage par H2 , on comprend qu’il n’y ait aucun stockage par H2 commercial dans le monde , on a quelque prototypes comme en France celui d’Ajaccio associe a une petite centrale solaire en face des sanguinaires .


On voit que le cout de la part du reservoir dont la capacité et le cout sont lies a l’energie stockée dans le stockage journalier par H 2 est tres faible par rapport au cout des équipements dont le cout est lie a la puissance nécessaire pour mettre en oeuvre cette energie , d’ou l’idee d’augmenter la duree de l’utilisation en stockage commme en production afin de reduire leur puissance , passins a un stockage par H2 saisonnier dont le temps de remplissage serait de 1200 heure , en ete , et le temps de production d’electricite de 1200 heure en hiver.


Le cout du reservoir reste le meme que ci dessus par contre le cout des appareils est divise par 1200/ 6 puisque leur durée d’utilisation pour mettre en oeuvre 1 MWh est multipliée par 200 et leur puissance divisée par 200 .


Le cout pour 1 MWh restitue est :

(167 * 600 + 67*1200 + 690*800 ) /200 +10000 = 732 600 / 200 + 10000 = 3663 + 10000 = 13663 E / MWh .

Cet fois ci c’est le stockage qui coute le plus cher mais pour un tres gros stockage on peut faire moins cher qu’en acier , c’est utiliser comme pour le gaz naturel un stockage dans le sol ´ , soit en cavite saline soit en aquifère sous un anticlinal étanche . Le cout du reservoir baisse , supposons qu’il devient negligeable par rapport au cout des appareils .

Le cout par MWh stocke chaque année est 3663 E , en amortissant les équipements sur 20 ans on trouve un cout de 183 E par MWh .

Pour que l’installation soit rentabilisée il faut que le prix de vente du courant soit au moins supérieur a ce cout qui ne tient pas compte du cout des 3,23 MWh d’électricité qu’il faut pour produire et comprimer H 2 et du cout du stockage géologique qui comprenant quelque puits et machines n’est pas gratuit .

Mais 183 E par MWh c’est près de 3 fois le prix du MWh de pointe d’hiver ! Le stockage saisonnier par H 2 n’est pas viable , un stockage par pile couterait 20 0000/20 = 10 000 E par MWh et 60 fois plus cher n’est pas viable . En fait il n’y a pas de technique permettant de faire du stockage saisonnier d’electricite de manière économique .


  
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marko73 marko73
30/01/2021 12:25:16
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Ben franchement y’a pas mal de truc à reprocher.

- Ton exposé est rempli de donnée mais tu cites aucune source.

- J’ai l’impression que tu as fais pas mal de copier/coller sans vérifier le rendu final. Certaines phrases ne sont pas complètes, d’autres ne veulent rien dire, le rendu final est illisible (car pas structuré).

- Pour ce qui est de l’évolution des cours des sociétés impliquées dans les technos hydrogène, oui il y a une bulle mais elle est essentiellement basée sur des promesses à très long terme. Est-elle justifiée ? je ne sais pas. Mais des bulles il y en a sur beaucoup de dossier en dehors des techno hydrogène (biotech, …). (Perso j’en ai profité sur McPhy est j’ai multiplié par 3.5 mon investissement).

- Sinon un point important que tu n’abordes pas c’est la durée de vie du système qui influencera directement le cout global. Je ne connais pas la durée de vie des technos utilisées mais il faudra surement prévoir un remplacement car rien n’est immuable. Le remplacement induira un surcout qui sera celui du nouveau système + recyclage des matières premières (utilisées sur le système remplacé).

Bref je n’ai pas d’avis tranché entre ces deux solutions (pour le moment).


  
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Windboy Windboy
30/01/2021 11:20:47
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Merci ca prouve au moins que tu me surveille, puisque tu as ete voir mes messages pour constater qu’ils sont proches , j’aurais prefere un commentaire plus technique .

  
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Windboy Windboy
30/01/2021 11:20:47
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Merci ca prouve au moins que tu me surveille, puisque tu as ete voir mes messages pour constater qu’ils sont proches , j’aurais prefere un commentaire plus technique .

  
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marko73 marko73
30/01/2021 11:13:49
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Salut Windboy,

Ce serait bien si tu pouvais éviter de publier ton pavé sur l’hydrogène dans 3 files différentes.

https://www.abcbourse.com/forums/msg836244_mc-phy--plug-power-hydrogenics--ballard--cela-peut-il-durer

https://www.abcbourse.com/forums/msg836190_quelles-sont-les-raisons-de-la-bulle-de-lhydrogene-

https://www.abcbourse.com/forums/msg835162_mcphy-energy-decroche-brutalement-en-direction-des-30e

Si tout le monde fait la même chose je donne je pense que le forum sera vite imbuvable.


  
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Windboy Windboy
30/01/2021 10:41:40
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Les valeurs « hydrogène » ci dessus on vu leur cours exploser depuis le debut de la pandémie, pourtant a part le bas prix de sa source , l’eau , l’hydrogène est un mauvais support pour stocker l’energie électrique et ne devrait pas avoir le développement prévu par beaucoup . La performance énergétique et le cout du stockage par hydrogène sont mauvais ,

Beaucoup pensent qu’avec la recherche les performances des appareil pour mettre en oeuvre l’hydrogène , électrolyseurs et pile air / hydrogène va progresser . Mais depuis les premiers électrolyseurs industriels il y 80 ans pour l’eau lourde des Allemands en Norvège les performances de ces appareils n’ont guère évolué,


De meme la pile air / hydrogène inventée en fin du 19 eme siècle et sur laquelle en particulier la société Ballard travaille depuis 32 ans , sans que la performance n’ait beaucoup progresse .


En fait il y a une propriété physico chimique d’un gaz qui bloque les performances de ces appareils et la recherche n’y peut rien .Ce gaz n’est d’ailleurs pas l’hydrogène qui se comporte tres bien dans les piles qui l’utilisent ( pile Nickel / hydrogène gazeux , pile Nickel / hydrogène dissout dans un hydrure métallique , pile que constitue un électrolyseur , pile air / hydrogène ) mais l’oxygène , et sa version diluée dans l’azote , l’air .


Nous tentons d’expliquer la bulle en cours des valeurs hydrogène .


Je ne vois qu’une raison a cette excitation sur un secteur qui compte tenu des performances du système d’utilisation de l’hydrogène dans l’energie et son cout ne devrait pas se developper .

Une confusion entre la production d’energie renouvelable dite verte et la production d’hydrogène vert , suivant le « raisonnement « suivant :


« le développement de la production d’energie solaire va conduire a la production d’électricité que l’on ne pourra pas consommer comme c’est deja le cas puisqu’il y a des prix négatifs. Ce sera d’abord les jours ensoleilles en aout , puis beaucoup plus souvent ,plutôt que de jeter cette électricité gratuite , il faut mieux , produire de l’hydrogène .

Peu importe le rendement énergétique de production de l’hydrogène , puisque l’on va produire quelque chose qui a de la valeur , pour alimenter des véhicules a hydrogène ou pour produire de l’électricité de pointe , a parir de ce qui ne vaut rien .

Nos politiques , tel Wauquier en bourgogne franche comte , ne voient pas plus loin que cela , et font donner l’argent des contribuables pour subventionner des projets mettant en oeuvre l’hydrogène.

Les actionnaires ont souvent l’opinion ci dessus et voient en plus les politiques depuis le debut de la pandémie faire des grands discours sur l’après covid , et l’hydrogène , ou nous ne ne serions pas comme pour les piles et les panneaux solaires , distances par les chinois . Alors ils se mettent a croire en l’hydrogène puisque tout le monde y croit , et la hausse des cours ne fait que les conforter dans cette frénésie d’achat. .


Comme on peut le voir ci dessous les titres de sociétés oeuvrant dans l’hydrogène on vu leur cours exploser depuis mars 2020 , une multiplication du cours par 25 pour plug power , par 22 pour fuel cell energy , par 8 pour mcphy et par 4 pour ballard qui vivote depuis 32 ans de l’hydrogène .


Pourtant il n’y a pas eu de revolution technique pour l’hydrogène , les appareils le mettant en oeuvre électrolyseurs et piles a combustibles n’ont guère évolué en performance depuis l’origine :


il y a 80 ans pour les électrolyseurs utilises en Norvège pendant la guerre de 40 pour produire de l’eau lourde , puis en 1988 , 144 électrolyseurs totalisant 162 MW pour produire hydrogen 32,400 N m3/ h d’hydrogène , soit 200 Nm3/h par MW pour alimenter une usine d’ammoniac près du barrage d’Assouan . Ces chiffres 2 .9 tonnes /h pour 162 MW , ce qui fait 56 kWh par kg .

Sur le site de mcphy on voit qu’un électrolyseur de 4 MW produit 800 Nm3 soit 200 Nm3 / h par MW , exactement comme il y a 32 ans .

Pour la pile air / hydrogène , inventée en fin du 19 eme siècle , Ballard produit des piles depuis 1989 , et si le poids et la taille , et le cout de ses piles a baisse avec la reduction de l’utilisation du platine , leur performance est toujours la meme , au mieux un rendement de 50 % hors consommation des auxiliaires .


En regardant les performances de l’utilisation de l’hydrogène dans l’energie , (voir en fin de message ) on voit que :


Un stockage d’électricité journalier par H2 , coute 3.7 fois plus cher par MWh restituée qu’ un stockage par piles , et consomme 3.3 plus d’électricité qu’un stockage par pile .


Un stockage saisonnier par hydrogène est 3 fois trop couteux pour se developper , ceci en supposant que l’électricité stockée est gratuite et que le reservoir , géologique , ne coute rien ,


Un stockage dans pipe line de gaz tel que cela se ferait dans les projets power to gas , est encore pire qu’un stockage d’électricité , car d’une part on ajoute parfois un transformation couteuse de l’hydrogène en methane , et en plus on consomme de


Un véhicule a hydrogène vert , c’est a dire produit par électrolyse de l’eau utilisant une energie verte , consomme 3.3 fois plus d’électricité qu’un véhicule a pile .


Un véhicule a hydrogène produit a partir d’hydrocarbures , comme celui des taxis Hype de region parisienne a hydrogène , consomme 1.3 fois plus d’hydrocarbures et génère 1.3 plus de CO 2 qu’un véhicule a essence .


Le cout de combustible pour les taxis Hype , de l’hydrogène chimique fourni par Air liquide est de 15 E par kg a la pompe. Avec ce prix c’est pour la meme distance 1.6 fois plus cher en combustible qu’avec un véhicule a gazole et 6 fous plus cher qu’avec un véhicule électrique ,


Suite dans 1 ere réponse .



Pourtant des sociétés produisant des piles a combustible ou des électrolyseurs ont vu leur cours qui stagnaient depuis des années monter brutalement depuis mars 2020 .

Mais 2020 est l’année de la covid et manifestement comme pour les sociétés produisant de l’energie renouvelable mais en bien plus accentue la covid a induit une bulle de l’hydrogène .


En Europe on a eu la declaration de grand plans hydrogène , 9 millards pour et 7 milliards d’euros , mais le plan allemand a été annonce le 13 juin 2020 et le plan français en le 10 septembre 2020 bien après le debut .Mais la pandémie a induit une vogue de l’écologie , des energies renouvelables , un retour programme vers tous ce qui est vert après la pandémie , comme si le pétrole ou le charbon avait été responsables de la covid .

Avec la vogue du vert , l’hydrogène a été entraine . Pou




Plug power valait 3$ en mars 2020 et est a 65$ aujourd’hui après un plus haut a 75.49 $


Ballard valait 8 $ en mars 2020 , elle vaut 34 $ aujourd’hui apres un plus haut a 38.68$


Hydrogenics valait 8CAD en mars 2020 , elle valait 16 CAD en juin lorsqu’elle a été achetée par Cummins


Fuel cell energy valait 1 $ en mars 2020 , elle vaut 22.1 $ aujourd’hui


Mcphy valait 4 E en mars 2020 , elle vaut 31.15 E après un plus haut a 41.7 E

  
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