Les systèmes de chauffage à l'hydrogène et leurs perspectives d'avenir pourraient être la solution durable et économique. Découvrons ce que c'est.
Qu'est-ce que le chauffage à l'hydrogène?
L'hydrogène est l'élément le plus répandu dans la nature, présent dans toutes les combinaisons organiques et aussi dans le gaz naturel , composé, en fait, d'hydrogène et de carbone. Un système de chauffage à l'hydrogène fournit de la chaleur et de l'électricité à la maison à l'aide d'un système de cellules alimentées par de l'hydrogène.
Aujourd'hui, il existe des microgénérateurs à pile à hydrogène de la taille d'une grande valise.
Si le système de chauffage à l'hydrogène est placé à proximité immédiate d'une chaudière, de l'eau chaude sanitaire est également produite . Les piles à combustible, en fait, dégagent suffisamment de chaleur pour chauffer l'eau de toute la maison.
Comment ça marche
Les piles à combustible fonctionnent à l'hydrogène. Ils utilisent de l' oxygène pour la co-combustion , en le prélevant dans l'air, et de l' hydrogène, qui n'est cependant pas disponible dans la nature à l'état pur, mais est extrait par reformage du gaz naturel, grâce à un dispositif spécifique.
L'un des sous-produits de cette combustion est le monoxyde de carbone, très toxique et tristement célèbre pour les accidents tragiques qu'il a causés. Cependant, le système est capable d'extraire à nouveau de l'oxygène qui se combine avec le monoxyde de carbone pour créer du dioxyde de carbone , qui n'est pas dangereux s'il est inhalé.
Les piles à combustible génèrent des émissions de gaz à effet de serre inférieures à un tiers par rapport aux systèmes de chauffage existants. Le tout sans être aussi dangereux qu'un poêle à bois ou un chauffe-eau au gaz. Cependant, leur principal inconvénient réside dans les coûts de production encore très élevés .
Mais voyons mieux où nous en sommes aujourd'hui.
Avantages du chauffage à l'hydrogène
Par rapport à une usine traditionnelle, celle qui utilise l'hydrogène comme carburant présente plusieurs avantages.
- Haute efficacité dans la production d'électricité
- Installation aussi simple que celle d'une chaudière à condensation compacte
- Petite taille
- Faibles émissions de CO2: jusqu'à 50% de moins que les systèmes traditionnels de production d'électricité et de chaleur
- Technologie désormais sûre et mature, utilisée au Japon depuis des années
L'état de l'art aujourd'hui
Le chauffage à l'hydrogène est encore une réalité en évolution. Peu d'entreprises proposent des systèmes qui peuvent également être achetés par des particuliers et il reste encore beaucoup à faire. Il en est souvent encore au stade du prototype et de nombreux groupes de recherche travaillent à combiner l'hydrogène avec d'autres sources d'énergie renouvelables.
Une idée qui se développe est l' hydrogène combiné aux systèmes photovoltaïques . Pendant la journée, de l'électricité est produite, qui alimente un électrolyseur qui, pour sa part, produit de l'hydrogène. Pendant la nuit et à l'aide d'une pile à combustible, l' hydrogène se transforme en électricité et en chaleur .
L'hydrogène stocke donc l'énergie solaire pendant les périodes où il n'y a pas de soleil.
Le CNR de Messine a également travaillé sur un projet de chaudière à hydrogène. Il s'agit d'une pile à combustible modifiée pour fournir de la chaleur et chauffer directement l'eau du système.
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Exemples de systèmes de chauffage à l'hydrogène
Un premier exemple est donné par Sidera-30, proposition d'une entreprise italienne - Ici Caldaie depuis plusieurs décennies, spécialiste des générateurs de chaleur à usage industriel et civil - pour chauffer des habitations encore en phase de prototype. Ici, une centrale de cogénération (électricité et eau chaude), capable de travailler non seulement avec du méthane mais aussi avec de l'hydrogène avec un rendement de 80%, est coordonnée grâce à des boîtiers de commande de distribution intelligents, pour agir différemment sur chaque appartement. .
Le prototype fonctionne déjà à l'intérieur d'un laboratoire de recherche et de certains grands bâtiments. L'idée technique de base est assez simple dans l'ensemble. Quatre piles à combustible forment le moteur principal de l'usine en convertissant chimiquement l'hydrogène en électricité . Lors du processus de chauffage, les cellules chauffent "comme des poêles", tandis qu'un système de refroidissement spécial élimine la chaleur. Électricité et chaleur ensemble, alors. Tout le reste dans Sidera est conçu autour de ce noyau. Le méthane gazeux est acheminé vers un reformeur qui le convertit en hydrogène , et les cellules, via un échangeur de chaleur , sont reliées à une chaudière pour la production d'eau chaude.
Cependant, il existe des limites économiques et techniques à surmonter . Les membranes internes pour l'électrolyse de l'hydrogène, à ce jour, ont encore une durée de vie moyenne de seulement deux ans . Et dans les électrodes, le platine est toujours essentiel, un métal rare et hyper cher, cependant, attaqué par l'industrie mondiale.
Chaudière à hydrogène de Viessman
Ce fabricant propose un module de pile à hydrogène, Vitovalor 300-P, à usage domestique adapté à une installation dans de nouveaux bâtiments. En pratique, il s'agit d'une centrale électrique miniature. En fait, il couple la production d'énergie électrique à l'énergie thermique.
Le module se compose de deux unités, l'une contenant le microgénérateur à pile à combustible et l'autre une chaudière gaz à condensation pour gérer les pics de charge, accompagnée d'une chaudière pour la production d'eau sanitaire.
Les deux unités sont compactes et de petite taille, couvrant une superficie de 0,65 mètre carré.
Vitovalor 300-P a une puissance thermique (20 kW) suffisante pour couvrir tous les besoins énergétiques grâce à l'utilisation de piles à combustible seules, mais la chaudière gaz à condensation peut intervenir pour compléter la production. En même temps, l'électricité est fournie: jusqu'à 15 kWh par jour.
Le micro-CHP utilise un module de pile à combustible Panasonic, qui a l'expérience de milliers d'installations de ce type au Japon.
La solution de Giacomini
Côté entreprise, KlimaHouse a été présentée pour la première fois, la première chaudière à hydrogène destinée aux particuliers. Il s'agit de la chaudière H2ydrogem de la société piémontaise Giacomini.
Même si les prix semblent encore trop élevés pour un usage général, même si l'on se fie à leur baisse progressive.
H2ydrogem par GiacominiBref, l'énergie de l'eau ne sera peut-être pas une chimère à l'avenir, même si pour l'instant les coûts restent prohibitifs pour la plupart.
Chauffage à l'hydrogène: les nouvelles frontières
Le croiriez-vous si nous vous disions qu'aux États-Unis, il y a ceux qui produisent des générateurs portables d'hydrogène? C'est exactement comme ça que ça se passe. Ces derniers mois, de nombreuses discussions ont eu lieu à l'étranger au sujet de l' iHOD Energypod , un générateur d'énergie portable à hydrogène.
C'est une petite sphère portable, qui utilise de petites capsules qui produisent de l'énergie instantanément. Mais comment ça marche? Les capsules contiennent deux poudres inertes. Lorsque de l'eau est ajoutée au mélange, de l'hydrogène est créé, qui est introduit dans le réacteur pour produire de l'électricité.
Equipé de prises standards, il dispose également de 3 ports USB grâce auxquels il est possible de recharger divers appareils numériques.
Notez la taille extrêmement petite de cet appareilCe système est né à l'origine comme un système d' alimentation de secours destiné à être utilisé dans des situations extrêmes (par exemple là où le réseau électrique n'atteint pas) ou en cas d'urgence. Mais en réalité, il peut toujours être utilisé. Il bénéficie d'une puissance de sortie de 95W et clairement si aujourd'hui il n'est toujours pas assez puissant pour être utilisé pour le chauffage, les fabricants travaillent sur des versions de produits plus puissants, qui peuvent être connectés à une chaudière.
Non seulement cela: pour les fabricants, il s'agit d'un système à sécurité intrinsèque, car les poudres sont inertes.
Ce produit sera bientôt mis en vente aux États-Unis pour 899 $ et chaque capsule avec mélange coûte 20 $. Les consommateurs américains devront donc bien faire leurs calculs de commodité.
Perspectives futures
Le chauffage à l'hydrogène n'est pas encore essentiellement une réalité, mais il pourrait cependant révolutionner le modèle de consommation d'énergie des ménages .
Qui ne paierait plus les factures et les dépenses fixes de copropriété, mais chacun achèterait des kilowatts et des kilocalories en fonction de la consommation réelle ou de décisions prises à l'avance.
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