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RÉSUMÉ
Parmi les différentes technologies de cogénération, les piles à combustible présentent l'avantage d'un rendement électrique élevé (35-45 %). Les principales applications concernent la micro-cogénération domestique, la fourniture d'énergie électrique et thermique des bâtiments publics ou industriels. Par ailleurs, les températures de fonctionnement élevées de certaines piles à combustible autorisent aussi la transformation de la chaleur en électricité par l'intermédiaire d'un cycle combiné.
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Thierry PRIEM : Responsable Programme Hydrogène et Piles à Combustible - CEA-LITEN, Grenoble, France
INTRODUCTION
Face aux défis environnementaux et économiques liés au marché de l'énergie, il convient de développer et commercialiser des systèmes énergétiques à haut rendement. Dans ce contexte, la cogénération – production à partir d'une source unique d'électricité et de chaleur – prend tout son sens en raison de rendement de conversion global (électrique + thermique) supérieur à 85 %.
Parmi les diverses technologies employées, les piles à combustible ont pour atout majeur de présenter les plus hauts rendements de conversion électrique, au-delà de 35 %. Par ailleurs, l'ensemble des technologies de piles à combustible permettent de concevoir des systèmes de cogénération dans un très large spectre de puissance : depuis quelques kilowatts (micro-cogénération domestique) jusqu'à plusieurs mégawatts (immeubles collectifs, commerces, bâtiments publics ou industriels).
De plus, la possibilité offerte par certaines technologies pile à combustible de travailler à haute température (jusqu'à 1 000 oC) permet la transformation de la chaleur produite en électricité par l'intermédiaire d'un cycle combiné présentant dans ce cas des rendements de conversion électrique pouvant dépasser les 60 %.
Si toutefois les technologies piles à combustible nécessitent encore des innovations technologiques afin d'en augmenter les performances, tout en réduisant leur coût de production, il s'avère qu'à ce jour, les ventes de systèmes de micro-cogénération domestique basés sur la technologie pile à combustible ont largement dépassées celles des technologies concurrentes. Ce résultat a pu être obtenu grâce à des incitations publiques (en particulier en Asie) qui ont permis l'émergence de cette technologie dont la maturité technico-économique est aujourd'hui une réalité.
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MOTS-CLÉS
pile à combustible cogénération micro-cogénération Développement durable efficacité énergétique
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1997 par Ludovic PROTIN, Stéphan ASTIER
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4. Avantages de la pile à combustible
4.1 Avantages par rapport aux autres technologies de cogénération
Nous avons vu, au paragraphe 2.2, les avantages de la cogénération pour le développement durable et la réduction de la facture énergétique. Au-delà, les technologies pile à combustible présentent intrinsèquement d'autres avantages qui favorisent l'émergence de ces technologies sur le marché (cf. l'encadré sur l'évolution du marché des systèmes de micro-cogénération domestique pile à combustible). On peut résumer ces avantages selon différents critères :
-
la réduction des gaz à effet de serre et les économies d'énergie :
-
les piles à combustible permettent de générer un courant électrique de façon continue avec des rendements élevés comparés aux technologies concurrentes (figure 3),
-
le rendement électrique atteint actuellement 35 à 45 % (sur PCI du gaz naturel selon les technologies utilisées) et peut atteindre 70 % lors du couplage d'une pile haute-température avec une turbine à gaz et/ou turbine à vapeur (cycle combiné),
-
le rendement global (électrique + thermique) est aujourd'hui de 85 à 95 % (sur PCI du gaz naturel),
-
les piles à combustible contribuent ainsi aux économies d'énergie et participent à la réduction des émissions de CO2 ,
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la grande flexibilité au niveau du combustible : gaz naturel, biogaz, gaz de synthèse, GPL, hydrogène… ;
-
-
la protection de l'air :
-
une pile à combustible, fonctionnant avec de l'hydrogène pur ou du gaz naturel, ne rejette ni oxydes de soufre ni particules,
-
lorsque l'hydrogène est obtenu à...
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BIBLIOGRAPHIE
-
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-
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-
(6) - BARELLI...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Delta Energy and Environment http://www.delta-ee.com
HAUT DE PAGE
RAL-UZ 108 (07-12), Blue angel environmental label – Small combined heat and power (CHP) plants or cogeneration plants http://www.blauer-engel.de
HAUT DE PAGE3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Fabricants et vendeurs
PEMFC
Ballard http://www.ballard.com
Panasonic http://panasonic.co.jp/ap/FC/en_index.html
Toshiba http://www.toshiba.co.jp/worldwide
EneosCelltech Co http://www.eneoscelltech.co.jp/
BaxiInnotech...
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