Efficacité énergétique et économie - I-tésé

1
Journée I-tésé du 3 Juin 2010
Efficacité énergétique et économie
Témoignage sur un procédé de production massive
d’hydrogène
Alain Le Duigou
Christine Mansilla

2
Journée I-tésé du 3 Juin 2010
Cycles hybrides
Thermochimie + électrolyse tension < électrolyse alcaline
→Electrolyse alcaline / Rendement ~ 30%
(/électricité ~ 75-80%, rendement EPR ~1/3)
Faire mieux que les procédés actuels
L’hydrogène aujourd’hui : > 60 Mt/an dans le monde, produit à plus de 95%
à partir d’énergies fossiles
1 à 2 % des émissions de GES
Electrolyse haute température
Possibilité d’apport direct de chaleur (partiel)
Réduction tension
Cycles thermochimiques
Bons rendements théoriques
Effets d’échelle intéressants
Idée : substituer à l’électricité de la chaleur
(moins chère / meilleurs rendements)
Mais technique plus chère
que reformage du CH4

3
Journée I-tésé du 3 Juin 2010
1/2O
2
+SO
2
+ H
2
O SO
2
+2H
2
O+I
2
I
2
+ H
2
2HIH
2
SO
4
SO
2
H
2
O
2
H
2
O
I
2
H
2
SO
4
H
2
SO
4
+ 2HI 2HI
Bunsen section not
in HYTHEC
120°C
Heat up to
850°C Heat
up to
360°C
Le cycle I_S (Iode Soufre)
ROMA TREROMA TRE
Projet Européen HYTHEC 2004 - 2007
Des réactions chimiques à diverses températures, certaines
élevées, pour extraire l’hydrogène de l’eau
Apport direct
chaleur VHTR
Apport direct
chaleur VHTR
Réacteur
Nucléaire
VHTR
600 MW
th

4
Journée I-tésé du 3 Juin 2010
De l’importance des études systèmes
Réacteur
Nucléaire
VHTR
600 MW
th
Production
d’électricité
Échangeurs
Pompes
Systèmes
de sécurité
…..
procédé
I_S
Chaleur
Électricité
H2
→livrable spécifique du projet HYTHEC : “HYTHEC project / “Definition of the
Efficiency of the Thermochemical Cycles – a HYTHEC Project Proposal”
H
2
O
O
2
ρ~ 37 %
ρ~ 30 %
Procédé
Système
Quelle efficacité énergétique ?
Une question de « frontières »
Projet Européen
HYTHEC 2004 - 2007
Chaleur

5
Journée I-tésé du 3 Juin 2010
→surfaces d’échanges plus importantes →investissements plus élevés
→ moins d’apport externe d’énergie →meilleur rendement
→coût de fonctionnement moins élevé
Réactions
exothermiques
Energie à céder
Réactions
endothermiques
Besoins
énergétiques
Apport externe
d’énergie
ER
Le rendement est-il le seul critère ?
Cas des échanges de chaleur dans le procédé I_S
Procédé I_S : les ER de la section de production d’hydrogène représentent
env. 50% du coût total d’investissement (dimensionnement HYTHEC)
Echangeurs
récupérateurs (ER)
possibilité d’un optimum économique
ER plus efficaces
Dimensionnement
des composants