AREVA H 2 Gen La production d hydrogène par électrolyse

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1 La production d hydrogène par électrolyse Idées La voiture à Hydrogène 01 Décembre 2014 Fabien AUPRÊTRE Directeur R&D

2 AREVA H2Gen est née de la fusion entre: Une PME spécialiste de l électrolyse PEM L intégration de la division électrolyseur d AREVA Et de l apport en capitaux de l Etat Français 25 ans d expertise cumulée, une experience unique au plan européen sur l électrolyse PEM

3 Les marchés de l hydrogène Marchés captifs pour l industrie Production mondiale Milliards de m 3 (2008) - 58 Millions de tonnes/an - 2% de la consommation énergie mondiale

4 Comment produire l hydrogène? Electrolyse Chloresoude Electrolyse de l eau >90% <10%

5 Electrolyse chlore-soude 3 technologies Réactions aux interfaces Anode : 2 Cl - Cl e - Cathode : 2 H 2 O + 2 e - H OH - Marchés - Acide Chlorydrique - Désinfectants - Produit pharmaceutiques - Herbicides - Détergents - Pesticides - Déodorants - Plastics - Chlor-alkali cell room Uhde GmbH L Hydrogène est un produit secondaire = «H2 fatal» Technologie industrielle mature Fonctionnement continu basse pression

6 Electrolyse de l eau Les marchés

7 Marchés confidentiels Spatial Militaire Electrolyse de l eau Les marchés Marchés de faible débit Equipement de laboratoire Météorologie Bijouterie Marchés industriels Centrale électrique Métallurgie Industrie du verre Industrie alimentaire

8 Histoire : invention de l électrolyse par Dutch men P. van Troostwijk : Principe de l électrolyse clarifié par Faraday :Première utilisation du mot électrolyse par Faraday L electrolyse de l eau Le principe Energie électrique (DG) Chaleur (Qs) H 2 O Dissociation de l eau DH R = 286 kj/mole H 2 ½ O 2 Electrolyse Basse Température Electrolyse Haute Température - Electrolyse alcaline à électrolyte liquide - Electrolyse acide à électrolyte solide (PEM) - Electrolyse de la vapeur d eau (EVHT)

9 Histoire : premier électrolyseur industriel bipolaire : Premier électrolyseur de Nm3/h : Lurgi présente le premier électrolyseur haute pression (30 bar) Electrolyse alcaline (BT à électrolyte liquide) Cathode : 2 H 2 O + 2 e - H OH - Anode : 2 OH - H 2 O + ½ O e - Electrolyte : 30% KOH liquide Température de fonctionnement : C Pression de fonctionnement : < 30 bar Densité de courant: 0,2 0,8 A/cm² Conso élec: 4,3 6,5 kwh/nm 3

10 Histoire : Programme Gemini-Apollo et premiere cellule polymère : Premier électrolyseur SPE par GE : Premier électrolyseur 100 kw par BBC (ABB) Electrolyse PEM (BT à électrolyte solide) Anode : H 2 O ½ O 2 + 2H + + 2e - Cathode : 2 H e - H 2 Electrolyte : polymere Température de fonctionnement : C Pression de fonctionnement : bar Densité de courant: 0,8 2 (10) A/cm² Conso élec: 4,3 6,5 kwh/nm 3

11 Electrolyse PEM Cellule & Stack

12 Electrolyseur O 2 H 2 Purification H2 Liquide de refroidissement Condenseur Liquide de refroidissement Condenseur Réservoir séparateur Réservoir séparateur Analyseurs Entrée d eau Entrée de puissance (AC) Eau de refroidissement Purification et stockage d eau pure Redresseur Eau de refroidissement Echangeur de chaleur H 2 O+O 2 H 2 O+H 2 Stack d électrolyse + - Fourniture H 2 Courant DC

13 A quoi ça ressemble? CE Certified Electrical cabinet - HMI : 15 colour touch screen Rectifiers 210 kva Gas Skid Purification Unit - H 2 quality : 99,999%

14 All in One platform concept Electrical cabinet - SIL 1 PLC : Allen Bradley - UPS : for proper shutdown Rectifier - 2 cabinets - 95 kw each - 300A / 350 V Gas Skid - 4 stacks of 8 Nm 3 /h each - Stacks are CE certified - 2 separator tanks SS316L CE certified

15 Cout de l hydrogène?

16 Pourquoi l électrolyse? Production irrégulière Saturation des réseaux Non prédictibles La progression des ENR dans le mix énergétique nécessite de valoriser ces surplus et dépend donc du lissage et du stockage de la production

17 Electrolyse est une solution! Mettre en place une «charge dynamique» en adéquation avec la production pour réguler le réseau

18 De sérieux atouts! Augmente la capacité du réseau à recevoir un part importante d énergies renouvelables dans le mix énergétique Apporte une capacité de stabilisation du réseau Apporte une capacité de stockage de l électricité

19 De multiples voies de valorisation ELECTROLYSE

20 Pour la mobilité Permet le développement de moyens de transport électrifié «Zéro émissions» Chariots élévateurs Flottes de bus Flottes captives Grand public

21 avec des perspectives importantes Travaux de l étude H 2 Mobility France

22 et un prix compétitif LA PRODUCTION D HYDROGÈNE PAR ÉLECTROLYSE DEVIENT COMPÉTITIVE DÈS QUE LA STATION EST A PLUS DE 150KM ENVIRON D UN SITE DE PRODUCTION INDUSTRIELLE

23 Des business model à explorer

24 Capacité d électrolyse De l intérêt du stockage Service au réseau % Production de base = demande Capacité de surproduction Capacité d effacement

25 Forte capacité Nos challenges d aujourd hui et de demain Large plage de fonctionnement : % Fort rendement Faible temps de réponse Fiabilité vis-à-vis de la fluctuation d alimentation Production sous pression pour certaines applications nécessitant du stockage ou du transport

26 Merci de votre attention! Fabien AUPRÊTRE CTO ZI de la Prairie, 10 rue de la Prairie F Villebon sur Yvette France Mob: Tel: Fabien.aupretre@arevah2gen.com