Piles à combustible stationnaires (PAC)

[Spiritatus]

Sur la pile à combustible, et il me semble que ce qu'on en dit n'est pas exact, notamment ils présentent ça comme une alternative intéressante pour la production électrique alors que si j'ai bien compris -en parcourant le forum- le rendement n'est pas très bon

Faux, la PAC devient une alternative sérieuse en matière de production stationnaire, comme le prouve ce produit (en service aux USA et en Corée du Sud) :



2,8 MW, ce n'est plus du bricolage de labo.

intrigué par ce produit j'ai jeté un coup d'oeil sur sa doc

et là comment dire j'ai été un peu surpris

ce qui est présenté comme Pille à combustible consomme 362 scfm [pied cube standard par minute] de gaz naturel
donc plus qu'une pile a combustible on a affaire a une usine a gaz


Si on peu m'expliquer clairement l'avantage de transformer le gaz na en hydrogène pour mieux en faire de l'eau à la place de bruler directement le gaz naturel dans une turbine à gaz je suis preneur


Car c'est en tous cas pas pour le rendement ils arrivent à 47% électrique contre du près de 60% pour une centrale a gaz moderne.
[on est capable d'augmenter ce rendement en récupérant la chaleur via cogénération mais c'est la même chose pour une centrale a gaz]

Ce n'est pas non plus pour la non pollution du truc
cette "PAC" émet du CO2 a raison de 980 lb/MWh
Dans cette exemple de centrale a gaz moderne ils émettent 750'000 tonne de CO2 pour une production de 2.2TWh, le tout ramené aux unité américaine ca fait dans les 750 livre de CO2 par MWh


Bref le truc en question pollue plus qu'une centrale a gaz moderne tout en ayant un moins bon rendement. Si je veux bien que ce ne soit plus du bricolage de labo, peut on me dire A quoi ca sert d'investir là dedans? (Outre le fait de pouvoir dire "j'ai une fuel cell un des trucs fashion du moment")

[Iguane]

C'est marrant, mais en lisant complètement cet épais rapport j'ai eu l'impression que certains passages étaient quasiment copier-coller depuis Oleocene. Entre autre, celui sur l'ineptie de l'hydrogène pour les voitures ...

Ah, tu l'avais déjà lu ! Je viens seulement de le parcourir. Oui, effectivement ces respectables personnages nous ont en quelque sorte plagi... euh... suivis ! Bon, en fait, ce qu'on dit depuis des années est désormais officiel : ça fait plaisir d'être reconnus comme des précurseurs géniaux, hein !

[GillesH38]

Si on peu m'expliquer clairement l'avantage de transformer le gaz na en hydrogène pour mieux en faire de l'eau à la place de bruler directement le gaz naturel dans une turbine à gaz je suis preneur


Car c'est en tous cas pas pour le rendement ils arrivent à 47% électrique contre du près de 60% pour une centrale a gaz moderne.
[on est capable d'augmenter ce rendement en récupérant la chaleur via cogénération mais c'est la même chose pour une centrale a gaz]

Ce n'est pas non plus pour la non pollution du truc
cette "PAC" émet du CO2 a raison de 980 lb/MWh
Dans cette exemple de centrale a gaz moderne ils émettent 750'000 tonne de CO2 pour une production de 2.2TWh, le tout ramené aux unité américaine ca fait dans les 750 livre de CO2 par MWh


Bref le truc en question pollue plus qu'une centrale a gaz moderne tout en ayant un moins bon rendement. Si je veux bien que ce ne soit plus du bricolage de labo, peut on me dire A quoi ca sert d'investir là dedans? (Outre le fait de pouvoir dire "j'ai une fuel cell un des trucs fashion du moment")

ca sert par exemple pour les sous-marins militaires pour etre silencieux et non détectés au sonar. Sinon, tu as parfaitement raison, aucun interêt

[Aerobar]

Si on peu m'expliquer clairement l'avantage de transformer le gaz na en hydrogène pour mieux en faire de l'eau à la place de bruler directement le gaz naturel dans une turbine à gaz je suis preneur

1. la chaleur fournie est supérieure à celle en sortie d'une turbine à gaz, elle peut donc être valorisée de bien meilleure façon
2. la PAC est compacte, silencieuse et sûre, elle peut donc être implantée en pleine ville, par exemple sur le toit d'un hôpital. Essaie d'obtenir une autorisation d'exploiter une turbine à gaz au sommet d'un immeuble.

[Tovi]

Ca résoud aussi le problème des batteries pour les voitures : encombrement et temps de recharge par exemple (sans parler du coût).
Produire de l'électricité directement est sans doute plus intéressant mais il reste le transport et le stockage qui posent problème.

[Aerobar]

Les PAC MCFC au carbonate fondu fonctionnent directement au méthane. Lourdes, fragiles et très chaudes, elles sont réservées aux applications stationnaires.

La PAC dans une voiture individuelle relève du fantasme de technophile, de la même façon que la voiture à turbine a été un fantasme infantile des années 1960.


Turbotraction II, Journal de Spirou, 1957

[Spiritatus]

Si on peu m'expliquer clairement l'avantage de transformer le gaz na en hydrogène pour mieux en faire de l'eau à la place de bruler directement le gaz naturel dans une turbine à gaz je suis preneur

1. la chaleur fournie est supérieure à celle en sortie d'une turbine à gaz, elle peut donc être valorisée de bien meilleure façon
2. la PAC est compacte, silencieuse et sûre, elle peut donc être implantée en pleine ville, par exemple sur le toit d'un hôpital. Essaie d'obtenir une autorisation d'exploiter une turbine à gaz au sommet d'un immeuble.

Pour le 2ème point je suis d'accord avec toi


Pour le point 1 là je suis moins convaincu

De 1 J'ai de la peine a croire que PAC + cogénération aie un aussi bon rendement que turbine a gaz + cogénération
De 2 dans l'absolu on préfèrera toujours avoir de l'électricité plutôt que de la chaleur même très chaude non? (turbine a gaz produisant 20% d'élec en plus que la PAC a conso de gaz const.)
De 3 dans ton exemple d'utilisation (en environnement urbain) on a rarement besoin de source de chaleur supérieure à de 100°C. Pour valoriser de la chaleur très chaude faut en avoir besoin pour une application industrielle. Et en général l'industrie peut obtenir les autorisation pour construire des centrales a gaz...

[Aerobar]

C'est pour cela que les clients typiques de ce type de pile sont des hôpitaux, qui ont des besoins de chaleur industrielle.

[Spiritatus]

Si tu étais directeur d'hôpital tu choisirai une telle pille ou tu prendrai une solution alternative plus intéressante?

[mobar]

Si on peu m'expliquer clairement l'avantage de transformer le gaz na en hydrogène pour mieux en faire de l'eau à la place de bruler directement le gaz naturel dans une turbine à gaz je suis preneur


Car c'est en tous cas pas pour le rendement ils arrivent à 47% électrique contre du près de 60% pour une centrale a gaz moderne.
[on est capable d'augmenter ce rendement en récupérant la chaleur via cogénération mais c'est la même chose pour une centrale a gaz]

Pour arriver à 60% de rendement sur un cycle thermique à partir de gaz naturel, une turbine à gaz ne suffit pas.

Les objectifs aujourd'hui pour les centrales à cycle combiné (TAG + Chaudière +TAV) de forte puissance (> 400 MW) sont plutôt de l'ordre de 55%. Il sont limités par le rendement de Carnot.

L'intérêt d'un système à PAC est multiple :
- combiner une puissance installée réduite et un rendement électrique élevé,
- longévité lié à la simplicité mécanique (pas de pièces en mouvement,
- pas de bruit, de vibrations comparables,
- système automatisable avec peu d'entretien et de surveillance humaine,
- une marge de progression théorique importante (par rapport aux cycles thermiques)...

[Spiritatus]

Question rendement, sur cette centrale en cycle combiné de 400MW opérationnelle en 2010 le rendement estimé est de 58%

donc tu peux être un brin plus optimiste

[Raminagrobis]

Question rendement, sur cette centrale en cycle combiné de 400MW opérationnelle en 2010 le rendement estimé est de 58%

donc tu peux être un brin plus optimiste

Certes mais 58% c'est en régime idéal (à plein régime, stationnaire). En comptant les mises en route, les moments où ça tourne pas à pleine charge, etc, faut réduire un peu.
En plus le rendement dépend lég-èrement de la température extérieure;

[Spiritatus]

Ok pour le rendement idéal

mais alors faut aussi dire que le rendement de 47% de la PAC présentée par Aerobar lui aussi c'est un rendement idéal,
lui aussi en tenant compte de la "vrai vie" il va décroitre
Après quand a savoir de combien ça va diminuer...

[energy_isere]

Au Japon, 150 maisons bénéficieront de PAC à hydrogène

(src : Hapanfs)

Au Japon, près de 150 maisons situées dans la ville de Maebaru, au sud de la préfecture de Fukuoka vont être équipées de piles à combustible, dans le cadre d'un projet pilote visant à tester la faisabilité d'un tel système pour les ménages du pays.
L'inauguration de la première installation a eu lieu le 11 Octobre 2008. La pile à combustible résidentielle à co-génération - de classe 1 kW - a été développée par Nippon Oil Corporation. Elle utilise l'hydrogène extrait du gaz de pétrole liquéfié (GPL) pour fonctionner.

Le système peut couvrir environ 60 % de la consommation d'électricité d'une maison et environ 80 % de son approvisionnement en eau chaude. Au total, la consommation d'énergie serait réduite d'environ 30 % par rapport aux systèmes conventionnels, et les émissions de dioxyde de carbone pourront être diminuées d'autant.

A l'horizon 2015, Nippon Oil espère faire baisser le prix de ses systèmes de piles à combustible domestiques pour atteindre les 500 000 yens (soit 4 250 euros) et d'accroître ses ventes à 40 000 unités par an.

C'est le NEDO [New Energy and Industrial Technology Development Organization] qui subventionne ce projet connu sous le nom de "Hy-Life Project".

Enerzine

"Elle utilise l'hydrogène extrait du gaz de pétrole liquéfié (GPL) pour fonctionner."

[mobar]

Question rendement, sur cette centrale en cycle combiné de 400MW opérationnelle en 2010 le rendement estimé est de 58%

donc tu peux être un brin plus optimiste

Il y a une grosse différence de rendement entre une centrale de 400 MW et un équipement de 2,8 MW!

Il faut comparer ce qui est comparable, si tu compares une installation théorique à cycle combiné gaz de 2,8 MW (industriellement ça n'existe pas!) à une PAC il n'y a pas photo, c'est la PAC qui a le meilleur rendement!

Le seul truc qui pourrait être mieux serait un cycle combiné diesel (rendement électrique 42%) couplé avec un Stirling sur la chaleur récupérée à l'échappement (r = 0,5*0,3). Mais là tu ne fonctionne plus au gaz ou à l'hydrogène mais à l'huile végétale ou au pétrole.