Le power-to-gas : stockage de l'électricité d'origine renouvelable

Auteur(s) :

Boudellal, Méziane Découvrir l'auteur

Résumé

Présente un état des lieux du nouveau procédé power to gas, permettant de transformer le surplus d'électricité produit par les énergies renouvelables en hydrogène ou en méthane synthétique par électrolyse. ©Electre 2016

Éditeur(s)
- Dunod
Date
- DL 2016
Notes
- Bibliogr. p. 189. Webliogr. p. 190. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-192 p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Collection Technique & ingénierie. Énergies
Sujet(s)
- Énergie -- Stockage
- Électricité -- Production
ISBN
- 978-2-10-074137-3
Indice
- 621.20 Énergies renouvelables
Quatrième de couverture
- Le Power-to-Gas consiste à transformer en hydrogène par électrolyse l'excédent d'électricité produit par les sources d'énergies renouvelables. Cet hydrogène peut être utilisé directement, stocké ou transformé en méthane. Cette technologie, déjà en expérimentation, permet aujourd'hui de répondre aux besoins de stockage de l'électricité d'origine renouvelable dont les excédents vont devenir de plus en plus importants.
  Cet ouvrage propose un état de l'art sur ce nouveau procédé : production et consommation d'électricité, électricité d'origine renouvelable, conversion en hydrogène ou en méthane ainsi que leur stockage. Les installations en expérimentation ou opérationnelles sont aussi décrites montrant les nombreuses possibilités de cette technologie innovante.
Tables des matières
- - Le Power-to-Gas
  - Stockage de l'électricité d'origine renouvelable
  - Méziane Boudellal
  - Dunod
  - Avant-proposXI
  - Introduction1
  - A Consommation mondiale d'énergie et électricité d'origine renouvelable
  - Chapitre 1 : Consommation mondiale d'énergie 5
  - 1.1 Une demande en énergies en forte croissance5
  - 1.1.1 Évolution de la consommation globale d'énergie5
  - 1.1.2 Stockage d'énergie7
  - 1.1.3 Consommation par secteur de l'économie8
  - 1.1.4 Évolution de la consommation mondiale d'énergie9
  - 1.1.5 Potentiel des sources d'énergies renouvelables10
  - 1.2 Électricité11
  - 1.2.1 Production d'électricité11
  - 1.2.2 Une consommation d'électricité en forte augmentation13
  - 1.2.3 Une croissance importante de la production d'électricité d'origine renouvelable15
  - 1.3 Marché de l'électricité16
  - 1.3.1 Structure européenne16
  - 1.3.2 Structure des prix de l'électricité16
  - 1.3.3 Des prix élevés pour les consommateurs18
  - Chapitre 2 : Électricité d'origine renouvelable 21
  - 2.1 Technologies21
  - 2.1.1 Éolien23
  - 2.1.2 Solaire photovoltaïque26
  - 2.1.3 Maritime29
  - 2.1.4 Biomasse, géothermie32
  - 2.1.5 Contribution de l'électricité d'origine renouvelable32
  - 2.1.6 Comparaison des coûts de l'électricité selon l'origine32
  - 2.1.7 Évolution de la production d'énergies d'origine renouvelable33
  - 2.2 Variation de la production et de la consommation d'électricité35
  - 2.2.1 Prévisions de production et de consommation36
  - 2.2.2 Gestion des flux36
  - 2.2.3 Nécessité d'un stockage37
  - 2.2.4 Estimation de l'électricité en excédent38
  - 2.2.5 Qualité du réseau électrique40
  - 2.2.6 Réseaux européens42
  - 2.3 Stockage de l'électricité43
  - 2.3.1 Caractéristiques d'un système de stockage44
  - 2.3.2 Technologies44
  - 2.3.3 Solutions de stockage disponibles49
  - B Power-to-Gas
  - Chapitre 3 : Principe du Power-to-Gas 53
  - 3.1 Schéma général55
  - 3.2 L'hydrogène56
  - 3.2.1 Propriétés56
  - 3.2.2 Sécurité58
  - 3.2.3 Production industrielle59
  - Chapitre 4 : Électrolyse 61
  - 4.1 Principe de base61
  - 4.1.1 Réactions chimiques61
  - 4.1.2 Calcul à partir des données thermodynamiques63
  - 4.1.3 Tension réelle de fonctionnement - Densité de courant66
  - 4.1.4 Paramètres de fonctionnement67
  - 4.1.5 Rendement des cellules68
  - 4.1.6 Énergie de dissociation de l'eau69
  - 4.1.7 Consommation d'eau69
  - 4.2 Électrolyseur alcalin70
  - 4.2.1 Historique et développement industriel71
  - 4.2.2 Équipements auxiliaires77
  - 4.2.3 Équipements industriels78
  - 4.3 Électrolyseur PEM81
  - 4.3.1 Principe81
  - 4.3.2 Structure d'un électrolyseur PEM82
  - 4.3.3 Influence du catalyseur86
  - 4.3.4 Paramètres de fonctionnement87
  - 4.3.5 Équipements industriels88
  - 4.3.6 Traitement et consommation d'eau91
  - 4.3.7 Comparaison électrolyse alcaline - PEM91
  - 4.3.8 Électrolyse à haute température92
  - 4.4 Compression de l'hydrogène94
  - 4.4.1 Compresseur à piston95
  - 4.4.2 Compresseur à membrane96
  - 4.4.3 Compresseur ionique97
  - Chapitre 5 : Différentes approches du Power-to-Gas 101
  - 5.1 Options d'utilisation de l'hydrogène101
  - 5.1.1 Injection directe d'hydrogène dans le réseau de gaz naturel101
  - 5.1.2 Transport d'hydrogène104
  - 5.1.3 Stockage d'hydrogène105
  - 5.1.4 Méthanation110
  - 5.1.5 Méthanation biologique112
  - 5.2 Utilisation de l'hydrogène ou du méthane produit114
  - 5.2.1 Mobilité114
  - 5.2.2 Industrie116
  - 5.2.3 Énergie - Conversion en électricité117
  - 5.2.4 Utilisation domestique121
  - C Expérimentations actuelles et perspectives
  - Chapitre 6 : Installations et expérimentations 125
  - 6.1 Approches possibles125
  - 6.1.1 Production d'hydrogène126
  - 6.1.2 Injection d'hydrogène dans le réseau126
  - 6.1.3 Production de méthane126
  - 6.1.4 Injection de méthane dans le réseau de gaz naturel126
  - 6.1.5 Production d'électricité126
  - 6.2 Expérimentations127
  - 6.2.1 Programme HySolar127
  - 6.2.2 Projets au niveau d'un bâtiment129
  - 6.2.3 Projets exploratoires130
  - 6.2.4 Premières expérimentations sur le terrain130
  - 6.3 Projets de recherche132
  - 6.3.1 Institut ZSW à Stuttgart132
  - 6.3.2 Programmes européens134
  - 6.4 Projets pilotes135
  - 6.4.1 Allemagne136
  - 6.4.2 France150
  - 6.4.3 Autres pays155
  - Chapitre 7 : Quel avenir pour cette technologie ? 159
  - 7.1 Capacité de conversion en hydrogène159
  - 7.1.1 Capacité des électrolyseurs159
  - 7.1.2 Puissance des piles à combustible160
  - 7.2 Coûts de la filière161
  - 7.2.1 Coût des principaux équipements spécifiques162
  - 7.2.2 Coût d'une installation162
  - 7.3 Business Model pour le Power-to-Gas163
  - 7.3.1 Préliminaires technico-économiques au Power-to-Gas164
  - 7.3.2 Leçons des expérimentations165
  - 7.3.3 Améliorations technologiques et rentabilité166
  - Chapitre 8 : Conclusion et perspectives 169
  - 8.1 Une évolution nécessaire de la structure énergétique mondiale169
  - 8.2 La technologie Power-to-Gas : une contribution à la protection de l'environnement170
  - 8.3 Civilisation hydrogène ou civilisation électron ?171
  - Annexes
  - A. Power-to-Heat175
  - B. Power-to-Liquid (P2L)179
  - C. Une approche délocalisée183
  - Une hiérarchisation de la gestion production/consommation183
  - Une convergence des réseaux électriques et gaziers185
  - Virtual Power Plant - VPP (Centrale électrique virtuelle)186
  - Ressources complémentaires189
  - Bibliographie189
  - Sites Internet, salons et organismes190
  - Index191
Origine de la notice:
- FR-751131015