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Chronique

Hydrogène nucléaire : la France a trouvé l’astuce

Posté le par Pierre Thouverez dans Énergie

EDF a trouvé une parade pour réduire la part du nucléaire de 75% à 50% tout en ne fermant que très peu (ou pas du tout) de réacteurs nucléaires : consommer copieusement l’électricité nucléaire en produisant de l’hydrogène.

C’est une réalité physique : la chaîne hydrogène est inefficiente. L’électrolyse fait perdre 30% de l’énergie électrique et la compression 15%. Si l’hydrogène obtenu est ensuite utilisé dans une pile à combustible, 55% de ce qui reste est perdu.  Le bilan d’un cycle complet est alors de 20 à 30% selon l’ADEME.

C’est une réalité sociale : les salariés des centrales nucléaires d’EDF ne veulent pas perdre leurs emplois.  De même que les salariés du secteur gazier. C’est enfin une réalité politique : la Loi française impose de réduire la part du nucléaire de 75% à 50%. Et il suffit d’augmenter la production électrique globale (au lieu de diminuer la production nucléaire) pour que la part du nucléaire baisse. C’est mathématique.

Selon un rapport récent d’EDF et d’entreprises notamment issues de l’industrie Oil&Gas « en 2050, l’hydrogène pourrait représenter 20 % de la demande d’énergie en France, alimenter 18 % du parc de véhicules et ainsi contribuer à réduire les émissions de CO2 de 55 millions de tonnes ». Dans cette perspective les co-auteurs du rapport souhaitent que la France investisse la bagatelle de 800 millions d’euros par an d’ici 2028. « En 2030, l’hydrogène destiné aux transports, aux bâtiments et à l’industrie serait produit à 90% à partir de sources sans carbone, que ce soit par électrolyse centralisée ou distribuée ou par vaporéformage du biométhane ou du gaz naturel allié au captage du carbone ».

Autrement dit l’hydrogène sera produit par électrolyse avec l’électricité des centrales nucléaires (« électrolyse centralisée ») et, dans une moindre mesure, hydroélectriques. ORANO (ex-AREVA) commercialise des électrolyseurs. Les employés des centrales nucléaires EDF peuvent ainsi être rassurés. Et l’hydrogène sera aussi produit par reformage du gaz fossile à 900°C. Les gaziers peuvent aussi être rassurés. Tout le monde est content.

Pendant ce temps-là, en partenariat avec le CEA, un « bateau à hydrogène », très présent dans les médias, suggèrera aux Françaises et aux Français que l’hydrogène est d’origine solaire et éolienne. En France la part de l’éolien et du solaire est très modeste comparativement à celle de ses voisins européens.

La France fait fausse route solaire.

Jean-Gabriel Marie

Pour aller plus loin

Posté le par Pierre Thouverez

Les derniers commentaires

  • bemnoz: l’ordre de grandeur semble correct mais il manque un facteur au moins 2 voire 4 au final, à cause des pertes à chaque étape.

    1) 100 MW pendant 24h fournissent : 100e6*3600*24 = 8.64 TeraJoule (TJ, ou 8.64e12 Joule)

    2) le rendement d’électrolyse est de 70% et celui du stockage 85%, les 8.64 TJ deviennent ainsi: 100e6*3600*24*0.7*0.85 = 5.14 TJ (5.14e12 J)

    3) La quantité d’énergie dans 1 kg d’hydrogène est de 120 MJ/kg (mégajoule/kg) = 33.3 kWh/kg, ainsi la quantité finale d’hydrogène en stock est de : 100e6*3600*24*0.7*0.85/120e6 = 42840 kg ou 42.84 tonnes.

    4) à raison de 50 euros/MWh, 100 MW pendant 24h font bien 100*3600*24 = 120 000 euros

    5) le prix « en stock » est donc de 120000/42840 = 2.8 euros/kg (et ça c’est juste avec le coût de l’électricité. Pour comparaison, le craquage du méthane sans récupération du CO2 semble être en dessous de 2$/kg, tandis que les projets pilotes de H2 à partir d’énergie renouvelables espèrent atteindre 5$/kg à long terme, mais semblaient plutôt autour de 10$/kg actuellement, donc le coût de l’électricité était probablement pas leur premier soucis)

    6) si on s’arrête là et qu’on utilise cet hydrogène: soit dilué dans le gaz de ville, soit dans l’industrie chimique (ou autre), soit à la limite pour refaire de l’électricité (en imaginant que cet hydrogène a été fabriqué grâce à un excès d’électricité renouvelable ou autre, par exemple quand les prix sont négatifs sur le réseau) je pense que ça a encore du sens, économiquement parlant.

    7) si on ajoute le transport par camion de cet hydrogène jusqu’à une station service, plus le cout en capital d’une station à hydrogène (les cuves très hautes pressions sont beaucoup plus chères que de simples cuves à pression ambiante pour un carburant liquide comme l’essence, et c’est sans compter les protestations éventuelles du voisinage), et ensuite une voiture à hydrogène qui consomme typiquement 1 kg d’hydrogène au 100 km. Ça doit donner au minimum dans les 3 à 5 euros/100 km. Ce qui en Europe, grâce aux fortes taxes sur les carburants, serait presque rentable économiquement si l’hydrogène n’est pas taxé. En effet, pour comparaison une hybride de 2019, consommant 4 L/100km d’essence à 1.5 euros/L, tourne donc autour de 6 euros/100km.

    8) Sauf que pour fabriquer ce kg d’H2 qui permet de faire 100 km en voiture, il aura fallu utiliser : 33.3/0.7/0.85 = 56 kWh d’électricité (encore une fois à cause des pertes lors de l’électrolyse et de la compression). Mais avec ces mêmes 56 kWh, délivré par le réseau déjà existant, une voiture électrique à batterie aurait parcouru 280 à 370 km (conso. typique de 15 à 20 kWh/100km), c’est-à-dire 3 à 4 fois plus! Par ailleurs, l’État devra bien augmenter les impôts pour compenser la perte de la taxe sur les carburants, qui est du même ordre de grandeur que l’impôt sur le revenu. Donc je ne pense pas que le portefeuille des français puisse se permettre de gâcher 3 à 4 fois plus d’électricité sur l’hydrogène.

    Mais la France étant la France… on peut aussi envisager que le gouvernement décide d’un modèle de taxation tellement biaisé (bonjour diesel !) que la rationalité économico-technologique n’est même plus pertinente. Ce qui permettra d’assurer que la France reste un marché à part, où tout coute plus cher, mais qui sera « au moins » à l’abri de la compétition mondiale (si vous ne voyez pas le problème avec une telle politique, imaginer les conséquences de choisir de déployer le minitel et de bannir l’internet : c’est sûr que ça conserve quelques emplois en France à très court terme, mais les dégâts pour le reste de l’économie, des emplois et du pouvoir d’achat seraient terribles. Le même argument peut être développé pour l’arbitrage essence/diesel, sauf que la différence de cout entre les deux technologies étaient minimes en comparaison. Enfin, à faire des politiques industrielles en apparence irrationnelle au nom d’un protectionnisme caché, la France perd beaucoup en leadership et crédibilité internationale que ce soit pour les accords de Paris ou auprès de nos partenaires européens)

  • Théoriquement, nous pourrions produire autant d’hydrogène que nous le voulons à partir d’une source nucléaire. 1 MW d’électricité d’origine nucléaire peut produire une tonne d’hydrogène en 24 heures. 1/10 ème de la puissance d’un réacteur de 1 GW soit 100 MW serait capable de produire 100 tonnes d’hydrogène par jour. Le prix du MW/H nucléaire étant de 50 euros, les 100 tonnes d’hydrogène ne vaudraient que 120 000 euros (soit 1.2 euro le kilo), avant impôts. Alors qu’on ne me dise pas que le mix hydrogèno-nucléaire n’est pas efficace et viable. Et je mets quiconque au défit de remettre mes chiffres en question.

  • En ce qui concerne le nucléaire et l’hydrogène, je ne lis que des commentaires complètement à côté de la plaque. La production d’hydrogène par électrolyse demande beaucoup d’énergie mais comme l’électricité d’origine nucléaire n’émet aucun CO2, cela ne pose aucun problème pour la planète. Théoriquement, nous pourrions produire autant d’hydrogène que nous le voulons à partir d’une source nucléaire. 1 MW d’électricité d’origine nucléaire peut produire une tonne d’hydrogène en 24 heures. 1/10 ème de la puissance d’un réacteur de 1 GW soit 100 MW serait capable de produire 100 tonnes d’hydrogène par jour. Le prix du MW/H nucléaire étant de 50 euros, les 100 tonnes d’hydrogène ne vaudraient que 120 000 euros (soit 1.2 euro le kilo), avant impôts. Alors qu’on ne me dise pas que le mix hydrogèno-nucléaire n’est pas efficace et viable. Et je mets quiconque au défit de remettre mes chiffres en question.

  • En réponse à « bdam » :
    Mais justement ! La production photovoltaïques est effectivement une aberration d’idéologues anti nucléaires qui croient que le soleil va briller à leur demande.
    L’introduction de l’hydrogène dans les transports en est une autre. Contentons nous de décarboner le million de tonnes d’hydrogène utilisé par l’industrie française chaque année. Déjà, rien que pour faire cela, il faudrait construire 4 EPR de plus.

  • Décidément, vous êtes totalement obtus. Vous ne comprenez pas que le rendement n’est qu’un facteur de réduction de coût et en aucun cas une loi déterminant l’intérêt technico-économique d’une solution (sinon, nous les moiteurs thermiques ne se seraient jamais répandus, et la production photovoltaïque serait une aberration).

  • L’ingénieur américain Marc Tarpenning (véritable fondateur de Tesla, Elon Musk est arrivé après): « Si votre objectif est de réduire la consommation d’énergie, quelle que soit la ressource, alors le choix de l’hydrogène est certainement le plus mauvais que l’on puisse faire. C’est une arnaque tout simplement parce que l’équation énergétique est terriblement mauvaise ». Et l’homme d’aller plus loin et de dire aussi tout haut ce que l’industrie pense tout bas : que les compagnies d’énergie soutiennent cette technologie pour son inefficacité (…)
    https://www.moniteurautomobile.be/actu-auto/environnement/tesla-pile-a-combustible-arnaque.html
    https://electrek.co/2016/05/23/tesla-founder-marc-tarpenning-hydrogen-fuel-cells-scam/

    Le physicien suisse Ulf Bossel: « Comme les lois de la physique ne peuvent pas être changées par les chercheurs, les politiques et les investisseurs, l’hydrogen economy demeurera éternellement un non sens. »
    http://www.industrializedcyclist.com/ulf%20bossel.pdf

    Elon Musk: « Oh God, fuel cell is so bullshit. ». En Français, cela nous donne : «Oh mon Dieu, la pile à combustible est une telle connerie. »

  • Pour les vendeurs de pétrole, le fait que le rendement des voitures thermiques à essence soit très faible (20%) est un avantage: cela fait vendre davantage de pétrole.
    De même un vendeur d’électricité apprécie la voiture à hydrogène: elle triple la consommation électrique comparativement à une voiture à batterie.

  • Nicolas Hulot a dit ne pas vouloir ‘brutaliser » EDF en ce qui concerne le nucléaire. En reculant de 2025 à 2035 la date de réduction de 75% à 50% du nucléaire, EDF gagne du temps. « Tout le monde est d’accord avec cet objectif » a dit Hulot. L’hydrogène, du fait de son inefficience, lui fait aussi gagner du temps. Avec un outil de stockage inefficient, la transition sera plus difficile, plus coûteuse, et donc plus lente.

    http://www.fondation-nature-homme.org/fondation/ils-nous-soutiennent/nos-entreprises-partenaires/edf/

  • Marc Tarpenning a expliqué que « si votre objectif est de réduire la consommation d’énergie, quelle que soit la ressource, alors le choix de l’hydrogène est certainement le plus mauvais que l’on puisse faire. C’est une arnaque tout simplement parce que l’équation énergétique est terriblement mauvaise ». Et l’homme d’aller plus loin et de dire aussi tout haut ce que l’industrie pense tout bas : que les compagnies d’énergie soutiennent cette technologie pour son inefficacité.
    ( https://www.moniteurautomobile.be/actu-auto/environnement/tesla-pile-a-combustible-arnaque.html )


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