Calculateur mobilité hydrogène

Outil de dimensionnement des stations de production locale d’hydrogène et de mobilité.

Calculez votre réduction des émissions carbone et votre coût total de possession (TCO).

Des émissions carbone plus basses pour la mobilité publique en convertissant les bus diesel en bus Hydrogène (MCI ou FCVEV) ?

Configurez le nombre total de kilomètres de votre flotte, le taux d’énergie renouvelable local, la consommation des véhicules et d’autres paramètres experts.

Caractéristiques de bus H2

En savoir plus sur les bus à hydrogène

Le bus à hydrogène peut-être équipé d’une pile à combustible puissante et d’une batterie d’appoint, d’une pile à combustible moins puissante et d’une batterie conséquente (FCFEV).  Les rendements peuvent atteindre 55%. Pour des applications inter-urbaines avec des charges lourdes, le bus peut être équipé d’un moteur à hydrogène à combustion interne (MCI  ou ICE) avec des rendements pouvant atteindre 45%.

• Consommation du bus à hydrogène : 9 à 30 kg H₂ / 100 km selon le type de bus (articulé, standard, bus mini), la technologie hydrogène (FC, ICE et les optimisations faites) ainsi que le profil de la ligne (plat, vallonné, ligne extra-urbaine, urbaine…).
  La consommation d’un bus à hydrogène pour une ligne extra-urbaine peut-être de 13,0 kg H₂ / 100 km.
• Capacité d’un réservoir de bus : 30 à 50 kg H₂ pour une autonomie équivalente à un bus Diesel.
• Temps de remplissage < 20 minutes (dont manœuvre). Le débit d’une pompe pour ces applications est normé à 60 g H₂ / s.

Électrolyseur

En savoir plus sur les technologies d’électrolyseurs

L’électrolyseur est l’élément qui permet la production d’hydrogène à partir d’électricité. En fonctionnement il produit également du dioxygène et de la chaleur qui peuvent être valorisés. Son dimensionnement doit être optimisé en fonction de la taille de l’installation photovoltaïque.

Stockage et compression

En savoir plus sur la compression

Le stockage est constitué d’éléments à différentes pressions : le stock tampon en sorti d’électrolyseur, le stock principal couramment à 200 bar et le réservoir compressé à 500 bar pour une distribution vers les bus à 350 bar. Une station peut par exemple stocker 3 jours de consommation des bus.

Une augmentation de la capacité de stockage H₂ détériore le bilan économique mais améliore le bilan environnemental. Une plus grande capacité permet en effet de plus palier à l’intermittence de l’énergie solaire. Il s’agit d’un paramètre à optimiser dans la station.

Coproduits

En savoir plus sur les coproduits de l’hydrogène

• O₂ : de l’oxygène est consommé par les STEP, les industries de la métallurgie ou agro-alimentaire ou pour des applications médicales. La chaleur peut-être utilisée pour le chauffage de bâtiments ou par l’industrie agroalimentaire.
• Chaleur : la production d’hydrogène par électrolyse émet une quantité importante de chaleur qui peut être valorisée. Elle peut être injectée dans un réseau de chauffage à distance (CAD) ou bien utilisée localement pour la production d’eau chaude sanitaire ou pour le chauffage du bâtiment.
• Électricité gérée :

Taux d’utilisation

Une station de production d’hydrogène est couramment dimensionnée pour être utilisée 6 500 h par an soit 75 % du temps.

Installation photovoltaïque

Optimiser le photovoltaïque pour la production d’hydrogène bas carbone

L’acteur principal du coût et du bilan environnemental de l’hydrogène est la source d’énergie qui permet sa production. Ainsi la puissance photovoltaïque installée a un impact majeur positif sur le bilan environnemental du projet mais négatif sur l’investissement initial. Il y a cependant un retour sur investissement économique également majeur ; en particulier si le dimensionnement de l’électrolyseur est prévu pour une bonne auto-consommation. Ce paramètre est donc à maximiser selon la surface disponible et la capacité d’investissement initial.

Balance énergétique avec le réseau

La balance indiquée est la balance nette annuelle. Elle prend en compte l’ensemble des imports (soutirage) et des exports vers le réseau (injection).

Documentation annexe

Office fédéral de l’énergie OFEN, 2020 : Exploitation des bus équipés de systèmes de propulsion à énergies non fossiles : estimation du potentiel de réduction des émissions de CO2 et possibilités d’encouragement : https://www.bav.admin.ch/dam/bav/fr/dokumente/themen/umwelt/energiestrategie-projekte/schlussbericht-p201.pdf

Objectifs de la stratégie énergétique 2050 des transports publics :  https://tecphy.ch/strategie-energetique-2050-des-transports-publics-setp-2050/

IPCC, 2022: Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change ; Chapter 10: Transports – § Executive summary : https://tecphy.ch/rapport_giec_ipcc_mobilite_industrie_batiment/#chapitre_giec