La micro-cogénération à pile à combustible : Une réalité commerciale au Japon. Stéphane HODY - GDF SUEZ, DRI/CRIGEN

Documents pareils
Énergie décentralisée : La micro-cogénération

Maison Modèle BIG BOX Altersmith

Jean-Claude GRENIER Directeur de Recherches - CNRS

J O U R N E E S G EOT H E R M I E EN R E G I O N C E N T R E

Quelques chiffres clés de l énergie et de l environnement

La place du vecteur gaz dans le mix énergétique Quel distributeur de gaz en 2030?

Leader belge en énergies renouvelables. Etudes de financement, conception, installation, exploitation et maintenance

Jean-Yves RICHARD ADEME

L énergie en France et en Allemagne : comparaisons

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Formation Bâtiment Durable :

CONSOMMATION ET PRODUCTION D ELECTRICITE EN ALLEMAGNE. Bernard Laponche 2 juin 2014 * Table des matières

QU EST-CE QU UN CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE?

Comment? chez le particulier ou en collectivité

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

la micro-cogénération au bois sort de l ombre

1 RÉPUBLIQUE FRANÇAISE MINISTÈRE DE L EMPLOI, DE LA COHÉSION SOCIALE ET DU LOGEMENT ARRÊTÉ

CONCEPT H 2 ZERO ENERGY ZERO EMISSION

ENJEUX ENERGETIQUES. Le Monde et la France. L énergie dans les territoires

C3. Produire de l électricité

Crédit d impôt et Livret de Développement Durable. Deux outils pour financer les projets d amélioration de la performance énergétique des logements

Grenoble ZAC de Bonne

au gaz naturel! GrDF vous aide dans votre projet de construction de maison

1,2,3 SOLEIL EN AVANT PREMIERE

Economies d énergies dans le milieu SANITAIRE Jeudi 31 mai Mai 2012

Origine du courant électrique Constitution d un atome

Fiche d application. 7 octobre

2.0. Ballon de stockage : Marque : Modèle : Capacité : L. Lien vers la documentation technique :

Présentation du 04 décembre 2014 CONFERENCE POLLUTEC

ENQUÊTE. Comparatif des modes de chauffage & Prix de vente de la chaleur en Série Économique RCE 15. Février 2013

Cofely Services et la condensation biomasse Journée technique CIBE ATEE Lorraine Forbach-Farébersviller 1 er avril 2014

Le chauffe-eau thermodynamique à l horizon

«RGE» travaux Liste des qualifications et certifications par domaine de travaux. Date d édition : Janvier 2014

Le SIEL, des compétences au service des consommateurs d énergies de la Loire

Vers le label BBC dans l habitat existant

Résumé et comparaison des coûts

Le comptage des énergies dans le cadre de la RT 2012

Evolution du mix électrique en France - Qui paiera?

En MIDI- PYRENEES SOIREE DREAL LES AIDES. Quercy Energies

L énergie sous toutes ses formes : définitions

Eau chaude Eau glacée

L offre DualSun pour l eau chaude et le chauffage (SSC)

C Nias Dual. Chaudières murales à tirage forcé, foyer étanche et ballon eau chaude sanitaire. chaleur à vivre. Nord Africa

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

Transition énergétique Les enjeux pour les entreprises

Aperçu du marché des énergies renouvelables en Allemagne en 2013

BUREAUX D ÉTUDES & ENTREPRISES DE GÉNIE CLIMATIQUE

Réalisation d'un dépôt de tramways pour la STIB - Marconi

La rénovation énergétique des logements collectifs à chauffage collectif. Performance et potentiel des systèmes de chauffage à eau chaude

habitat RÉNOVATION Quelles qualifications et certifications RGE pour quels travaux? Comprendre

Energie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème /2015

CHAUFFAGE PAR LE BOIS ESPACE AQUALUDIQUE DE CARHAIX PREMIER RETOUR D EXPERIENCE APRES TROIS ANNEES DE FONCTIONNEMENT

Les coûts de la chaleur issue d une chaudière collective au gaz et d un réseau de chaleur au bois

Le biogaz en France et en Allemagne Une comparaison. Journées méthanisation, 4 novembre 2014, Chambéry

Que nous enseigne la base de données PAE?

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

que devez vous savoir avant le 26/09/2015?

en rénovation habitat Qualifications et certifications RGE Comprendre

Récapitulatif de l audit énergétique de la copropriété 1 relais de la Poste à RANTIGNY 25/11/13

Tout savoir sur le. gaz naturel. L énergie est notre avenir, économisons-la!

«RGE» travaux Liste des qualifications, certifications et parcours de formation par domaine de travaux. Date d édition : 1 septembre 2014

Services Facilitateur Energie Secteur Tertiaire et aides financières pour le secteur tertiaire en Région bruxelloise

SALON ENEO 15/02/2011 Retour d expd du quartier de la Caserne de Bonne E. HUARD, S. ORAIN, T. HEIMO

1. La production d électricité dans le monde : perspectives générales

Le choix du système de chauffage dans les logements neufs

Le gaz de schiste «pertubateur» du marché de l électricité? Jacques PERCEBOIS Directeur du CREDEN Professeur à l Université de Montpellier I

Par: Michel Morin, coordonnateur à l énergie et à l entretien. Président du comité d énergie régional LLL.

Autoconsommation d énergie photovoltaïque

au gaz naturel! GrDF vous aide dans votre projet de construction de maison

Comprendre la réglementation thermique 2012 (RT2012)

ASSEMBLAGE DE NOEUDS SOCIO-ÉNERGÉTIQUES : CHAINES DE DÉCISIONS ET APPROCHES EXTRA- ELECTRIQUES

Comment peut-on produire du chauffage et de l'eau chaude à partir de l'air? EFFICACITÉ POUR LES MAISONS

THE GLOBAL PV EXPERTS. KRANNICH TRINITY

GDF SUEZ. Branche Energie Europe et International. Jean-Pierre Hansen

DE RENOVATION? GUIDE DES AIDES FINANCIÈRES 2015 VOUS AVEZ UN PROJET. Confort amélioré Economies d'énergie Patrimoine valorisé

«RGE» travaux Liste des qualifications et certifications par domaine de travaux 16/01/2014

Zone Région de Bruxelles Capitale

GrDF Un distributeur de gaz au cœur de la transition énergétique

ALFÉA HYBRID DUO FIOUL BAS NOX

L évaluation de la rentabilité d un investissement

La demande d énergie dans la transition énergétique : technologies et modes de vie dans les visions de l ADEME

>> Une solution pour chaque projet

Traçant le chemin vers l Electrification de l Automobile - Les Véhicules à Pile à Combustible de GM

LA CONSOMMATION D ENERGIE EN ALLEMAGNE ET EN FRANCE : UNE COMPARAISON INSTRUCTIVE

de faible capacité (inférieure ou égale à 75 litres) doivent être certifiés et porter la marque NF électricité performance.

AMENAGEMENT DE PARIS SACLAY

GLEIZE ENERGIE SERVICE

l entretien des chaudières

SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES D AVENIR

Un instrument clé de pilotage de la politique énergétique

1. GENERALITES OBJET DU MARCHE DUREE DU MARCHE REGLEMENTATION SECURITE ASTREINTE ET GESTION DES

Participaient à la séance : Olivier CHALLAN BELVAL, Hélène GASSIN, Jean-Pierre SOTURA et Michel THIOLLIERE, commissaires.

Production d eau chaude sanitaire thermodynamique, que dois-je savoir?

Le Chauffe Eau Solaire Individuel

OUVERTURE des MARCHÉS EUROPÉENS de l ÉNERGIE

Arrêté du XXXX. relatif au contenu et aux modalités de réalisation d un audit énergétique NOR :

SYNOPTIQUE GTB Architecture Générale

Réduire sa consommation d énergie dans les entreprises industrielles

Bienvenue Helpdesk Chauffage PEB 03/10/2013 1

Transcription:

La micro-cogénération à pile à combustible : Une réalité commerciale au Japon Stéphane HODY - GDF SUEZ, DRI/CRIGEN

Plan de la présentation 1. Une pile à combustible au gaz naturel 2. Contexte de la micro-cogénération au Japon 3. Une feuille de route clairement établie, avec le soutien de l Etat dans la durée : ECOWILL ENEFARM SOFC 4. L implication des industriels : gaziers et fabricants 5. Acteurs et produits 6. Quelles perspectives pour l Europe et en particulier la France 2

Deux types de pile à combustible pour la micro-cogénération au gaz naturel Pile à combustible : convertisseur électrochimique, transformant l énergie chimique d un gaz directement en électricité et chaleur Piles de type PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) Fonctionnement à basse-température (80 C classiquement) Electrolyte à membrane polymère avec électrodes avec catalyseur Platine Nécessité de convertir préalablement le gaz naturel en un gaz riche en hydrogène (sans CO) : reformage avec purification chimique poussée 3 Piles de type SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) Fonctionnement à haute-température (700-800 C) Electrolyte céramique et électrode sans métaux nobles Peut fonctionner directement au méthane (ou reformage simple sans purification CO)

Contexte de la micro-cogénération au Japon L ensemble des acteurs, pouvoirs publics inclus, croient au potentiel de la cogénération pour réduire au global les consommations d énergie primaire et les émissions de CO2 Les prix des énergies élec et gaz sont très favorables à l introduction de la cogénération. Dans la région de Tokyo, pour un client résidentiel Prix du gaz ~ 10 c /kwh Prix de l élec ~ 21,5 c /kwh Δ élec-gaz ~2 fois plus élevé qu en France Un obstacle pour la micro-cogé : interdiction d exporter de l électricité sur le réseau -> nécessité d intégrer dans les systèmes, une capacité de suivi de charge Le Japon compte aujourd hui 4,5 GW de puissance de cogénération installée, et le plan énergie du gouvernement prévoit 8 GW en 2020 et 11 GW en 2030 4

Une feuille de route structurée et soutenue par l Etat japonais (1/2) 5 Un ensemble de programmes de R&D et Démonstration contigus et cohérents, impliquant l Etat, les gaziers et les fabricants pour aboutir à une commercialisation séquencée des différentes technologies de microcogénération

Une feuille de route structurée et soutenue par l Etat japonais (2/2) Introduction progressive de technologies de plus en plus performantes (rdt élec ), générant donc de plus en plus d économies d énergie primaire et de CO2 associées 6 Une dimimution progressive du ratio Chaleur / Electricité, qui va dans le sens de l évolution des besoins des logements -> augmentation de la qté d électricité produite -> meilleure rentabilité Des spécifications établies en partenariats entre les gaziers et les fabricants, aboutissant à un design unique pour le marché japonais : Deux modules juxtaposés : bloc générateur micro-cogé d un côté et ballon + bruleur aux de l autre Installation 100% extérieure [0,7 1 kwe] / [0,6 2,8 kwth] Gain Ep* 21% 32% 35% Gain CO2* 32% 45% 50% * Maison japonaise type, gain / ch BT et l électricité du réseau

L implication des gaziers et de l Etat L implication des gaziers couvre tous les domaines de la chaîne : le développement produits, la promotion, la commercialisation, l installation et la maintenance 7 Aides à la commercialisation : Les subventions de l Etat au client final pour le système ENEFARM: la moitié du surcoût entre le système pile (PEMFC + Ballon/brûleur aux) et une chaudière à condensation avec un plafond décroissant chaque année : i.e. en 2010, 12000 /système -> coût résiduel de 14.000 euros fourni posé Tarifs préférentiels pour les acquéreurs d ENEFARM (TG ~ 20% de rabais sur le coût du kwh gaz)

Les échéances commerciales et résultats au Japon ECOWILL : micro-cogénération à moteur à combustion interne de 1kWe système largement diffusé, avec plus de 100.000 unités vendues depuis 2002 (60 000 par Osaka Gas) ENEFARM : introduit commercialement depuis 2009 -> désormais dans la phase de déploiement à grande échelle 8 SOFC : encore au stade de démonstration, une commercialisation avec au moins 5 ans de décalage par rapport aux PEFC est à prévoir. Toutefois, ENEOS CELLTEC et JX Nippon Oil&Energy annoncent une commercialisation d un produit en 2011.

9 ACTEURS ET PRODUITS

Trois produits pour la micro-cogénération trois ratio Electricité/Chaleur différents Moteur à combustion interne : ECOWILL 1kWe E/C = 0,36 Rendement électrique 22,5%, Rendement global 85% Pile à combustible basse-température PEMFC : ENE-FARM - 700 à 1000W E/C = 0,76 Rendement électrique 39%, Rendement global 90% Pile à combustible haute-température SOFC (700W) E/C = 1,13 Rendement électrique 45%, Rendement global 85% 10

11 ENE-FARM : LA MICRO-COGÉNÉRATION PAR PILE À COMBUSTIBLE BASSE-TEMPERATURE UNE RÉALITÉ COMMERCIALE AU JAPON DEPUIS 2009

12 ENE-FARM : l écogénérateur à pile à combustible japonais

13 Les piles à combustible résidentielles : une réalité commerciale unique au monde Des performances inégalées sur des systèmes commerciaux : rendement électrique de 35 à 39% (sur PCI du gaz naturel) rendement global de 85 à 94% (sur PCI du gaz naturel) modulation de la puissance électrique de 30 à 100% de la puissance nominale suivi de la charge électrique du logement (1 à 2 W/s) durée de vie actuelle de 40 000h soit 10 ans de fonctionnement tenue aux cycles de marche/arrêt : > 4 000 cycles Temps de démarrage à froid 1,5h (immédiat à chaud) maintenance annuelle : filtre gaz (désulfuration) (sauf TOSHIBA) maintenance bi-annuelle : cartouche filtration eau et air Une commercialisation depuis mi-2009 8 660 systèmes installés au 31/10/2010, et 12 000 prévus à mi-2011. Système vendu à environ 25 000 au client final par le gazier Le client bénéficie d une aide de l état de 10 000 Le coût du système serait d environ 11 000 pour le gazier Le gazier associe la vente du système à un tarif spécial du gaz (-25%)

ENE-FARM : une avance du Japon considérable sur les autres acteurs Japon : 12 000 unités installées depuis 2005, dont : 3307 unités installées entre 2005 et 2008 en démonstration sur sites 8660 unités vendues depuis mai 2009 en tant que produit commercial Europe : une centaine d unités installées à ce jour, en phase de démonstration Projet CALLUX en Allemagne : 109 unités depuis juillet 2008 CFCL : environ 50 unités vendues à des énergéticiens pour tests labo. Pays Type Pile Rend. Elec. P élec (W) Unités installées Durée vie pile PANASONIC Japon PEMFC 39% 1000 >4000 10 ans TOSHIBA Japon PEMFC 37% 700 >4000 10 ans BAXI INNOTEC Allemagne PEMFC 32% 1000 >60 2 ans? KYOCERA Japon SOFC 45% 750 >200 3 à 5 ans CFCL Australie SOFC 60% 1500 <10 1 à 2 ans 14 HEXIS Suisse SOFC 30% 1000 >50 1 à 2 ans

15 ENE-FARM de PANASONIC

ENE-FARM de PANASONIC : le système à pile commercial japonais le plus performant à ce jour Des performances inégalées sur un système commercial : rendement électrique de 39% (sur PCI du gaz naturel) rendement global atteignant 94% (sur PCI du gaz naturel) modulation de la puissance électrique de 300W à 1000W suivi de la charge électrique du logement (1 à 2 W/s) durée de vie actuelle de 40 000h soit 10 ans de fonctionnement maintenance annuelle : filtre gaz (désulfuration) maintenance bi-annuelle : cartouche filtration eau et air Capacité de production : environ 3000 systèmes / an à ce jour. doublement de la capacité de production prévu en 2011. Un projet stratégique majeur au sein d un groupe mondial PANASONIC Home Appliance emploie aujourd hui 27 000 personnes dans le monde, au sein d un groupe d environ 300 000 personnes. Le projet ENE-FARM est suivi directement par le président de PANASONIC M. Ohtsubo 16

17 ENE-FARM de TOSHIBA

ENE-FARM de ENEOS CELLTECH Une ENE-FARM fonctionnant au GPL 18

19 PERSPECTIVES EN EUROPE ET EN FRANCE

Le marché européen : opportunité pour les fabricants japonais La problématique pour les ENE-FARM : baisse des coûts Objectif : prix installé divisé par un facteur 2 à 4 pour un retour sur investissement inférieur à 10 ans (-/- à une chaudière à condensation) Une baisse des coûts de production d un facteur deux est atteignable par une augmentation des volumes de production. L Europe représente le marché le plus important à ce jour pour la microcogénération, avec un marché des chaudières de plus de 5M d unités vendues par an Des pays tels que l Allemagne, les Pays-Bas et le Royaume-Uni sont considérés comme les plus prometteurs à court-terme pour la microcogénération, notamment grâce aux tarifs élec et gaz, aux besoins thermiques des habitations, et au contenu CO2 de la production d électricité (principalement à base de charbon et gaz) 20 Les constructeurs d ENE-FARM, et leurs partenaires gaziers, ont tout intérêt à s attaquer au marché européen pour accélérer la baisse des coûts.

La France : un marché plus difficile pour la micro-cogénération mais porté par la Réglementation Thermique La différence faible entre les prix du gaz et de l électricité ne favorise que peu la micro-cogénération, sans être complètement défavorable. Les systèmes pile à combustible permettent de limiter considérablement la consommation d énergie primaire, et atteindre un futur label Energie Positive La consommation en énergie primaire du système global (enveloppe + ventilation + système de chauffage et d ECS) est l indicateur retenu dans la RT 2012. 21 Le gain sur les émissions de CO 2 en France est le même que partout en Europe, si l on considère le contenu CO 2 marginal de l électricité et non le contenu moyen ou saisonnier. études CRIGEN sur le contenu CO2 de l électricité et la note RTE/ADEME de 2007 sur le contenu CO2 marginal de l électricité

L écogénérateur : la vision actuelle de GDF SUEZ Une étape dans l évolution des produits gaz 50% 40% 30% Économies d Énergie primaire par rapport à une chaudière Couplage EnR (solaire thermique, photovoltaïque ) Pile à combustible Pompe à Chaleur à absorption Pompe à Chaleur moteur gaz Mini Cogénération Ecogénérateur Stirling 20% Chaudière à condensation 10% Chaudière basse température 0% Chaudière standard 1990 2000 2010 2020

23 Merci pour votre attention!