H2 - le carburant du futur? - Le moteur à combustion peut vivre éternellement avec l'hydrogène

Le fondateur de KEYOU, Thomas Korn

BMW a déjà démontré il y a 25 ans dans le cadre du projet Clean Energy que l'hydrogène peut également être brûlé dans le moteur à combustion. Le projet a quitté la scène du spectacle, mais le moteur à combustion interne à l'hydrogène est à nouveau une réalité depuis plusieurs années. Grâce à la start-up munichoise KEYOU qui a (initialement) développé un brûleur à hydrogène pour les véhicules utilitaires.

Même le gouvernement fédéral a abandonné l'accent mis sur son électromobilité de batterie à voie unique au profit de l'ouverture technologique et a poussé la technologie de l'hydrogène au sommet de l'agenda futur. Étant donné que l'hydrogène peut être utilisé pour produire de l'électricité dans la pile à combustible et peut également entraîner un moteur à combustion en remplacement de l'essence ou du diesel, l'hydrogène semble avoir plus que de simples opportunités en tant que carburant de l'avenir.

Nous avons interrogé le fondateur et ancien membre de KEYOU, Thomas Korn, sur la situation actuelle:

Votre entreprise mise sur l'hydrogène dans le moteur à combustion interne. Quel est l'avantage sur la pile à combustible?

La robustesse, la durabilité, les coûts de fabrication et une densité de puissance spécifique plus élevée sont les avantages les plus importants. En fin de compte, deux points sont décisifs pour l'introduction réussie des entraînements alternatifs: A) le groupe motopropulseur, y compris le stockage d'énergie, peut conduire un véhicule de manière compétitive aux véhicules conventionnels et B) la technologie peut être mise à l'échelle rapidement et ainsi atteindre une protection efficace du climat en peu de temps. Hydrogène dans

Le fondateur de KEYOU, Thomas Kern

La combinaison avec le développement ultérieur du moteur à combustion peut faire les deux et ouvrira ainsi la voie à une économie de l'hydrogène basée sur les énergies renouvelables. En ce qui concerne l'évolutivité, l'indépendance vis-à-vis des matières premières rares ou toxiques et une infrastructure de production efficace existante jouent un rôle important.

Ils se concentrent principalement sur le moteur à combustion du véhicule utilitaire. L'expérimentez-vous également dans une voiture ou est-ce prévu?

Dans le passé, nous avons déjà développé des véhicules à moteur à hydrogène chez BMW et pour Aston Martin. Nous voyons clairement que le moteur à hydrogène est également un moteur attrayant pour les clients dans le segment des voitures particulières, avec lequel le CO2-Compléter la législation efficacement. La combinaison d'un moteur à hydrogène avec la transmission électrique, en tant qu'hybride complet ou doux, sera également très attrayante à l'avenir. Après le lancement réussi du moteur à hydrogène dans le segment des véhicules utilitaires, la technologie trouvera de plus en plus sa place dans le segment des voitures particulières.

Pouvez-vous tirer parti de l'expérience chez BMW ou existe-t-il une forme de coopération?

Les petits détails font une grande différence dans le développement des moteurs à hydrogène. L'expérience de nos ingénieurs, qu'ils ont pu collecter dans différentes entreprises, comme BMW, MAN ou également dans le projet avec Aston Martin, nous a aidés à développer un processus de combustion spécifique à l'hydrogène qui est fondamentalement différent de l'approche des développements passés. La nouvelle approche technologique était cruciale pour réaliser des améliorations significatives de l'efficacité et de la densité de puissance et en même temps pour résoudre le problème de l'oxyde d'azote.

Il y a quelques années, la société Linde avait prévu une autoroute de l'hydrogène à travers l'Allemagne. La Bavière prévoit une «feuille de route pour l'hydrogène en Bavière» - Comment voyez-vous les chances d'une infrastructure H en Allemagne et en Europe?

L'Allemagne a reconnu qu'une transition énergétique réussie et donc un couplage sectoriel efficace ne sont possibles qu'avec l'hydrogène comme réservoir d'énergie et combustible. L'Allemagne est le leader mondial de la construction d'une infrastructure de station de remplissage d'hydrogène avec environ 100 stations de remplissage. Nous assistons actuellement à de nouvelles technologies intéressantes qui amélioreront encore le stockage et la distribution de l'hydrogène. Nous sommes convaincus que la mise en place d'une infrastructure de ravitaillement en hydrogène continuera de prendre de l'ampleur en Europe.

Travaillez-vous avec Linde à ce sujet?

En plus des coopérations déjà publiées dans la presse, nous ne fournissons actuellement aucune autre information.

Qu'en est-il dans d'autres pays européens?

La plupart des pays européens ont fixé des objectifs ambitieux pour l'introduction de l'hydrogène comme réservoir d'énergie pour les énergies renouvelables et comme carburant dans la mobilité. Le succès dépendra de la création du cadre politique. Si les coûts des dommages environnementaux causés par la production d'énergie conventionnelle ou la combustion d'essence, de diesel ou de kérosène sont pris en compte pour le produit respectif, le changement structurel peut être réalisé rapidement.

BWM a supposé de l'hydrogène gelé il y a 20 ans. Le réservoir solidement isolé remplissait presque tout le coffre, ce qui n'est certainement pas un gros problème dans le camion. Selon vous, quel système de stockage a les meilleures chances de réalisation?

Les systèmes actuels de stockage d'hydrogène de gaz comprimé ont déjà un avantage de densité de stockage d'énergie jusqu'à 20 fois plus spécifique au poids par rapport aux batteries lithium-ion, et les coûts sont également environ 20 fois inférieurs à ceux de la batterie. Malgré ces avantages, cependant, les véhicules avec stockage d'hydrogène ne peuvent pas rivaliser à 100% avec les véhicules diesel ou essence aujourd'hui, même si vous êtes très proche du diesel en termes de durée de vie, d'adéquation à un usage quotidien ou de temps de ravitaillement, même en termes de rentabilité et d'autonomie, le diesel est en vue. L'hydrogène liquide est intéressant et peut fournir jusqu'à 50% d'autonomie en plus, en particulier dans le transport longue distance. Cependant, la génération, la manipulation et le stockage d'hydrogène liquide sont encore très complexes et coûteux.

Nous assistons actuellement à de nouveaux développements prometteurs de stockage d'hydrogène qui peuvent porter la sécurité, la densité de stockage d'énergie et les coûts à un nouveau niveau. En plus de LOHC, la technologie SFEER de la start-up Water Stuff & Sun est le développement le plus excitant du moment.

L'hydrogène comme carburant du futur ne brille pas avec une efficacité énergétique élevée, ou est-ce faux? La mauvaise efficacité revendiquée par les opposants est-elle réellement donnée?

Il faut avoir une vision différenciée de l'efficacité énergétique. Le soleil émet une énergie utilisable cinq mille fois supérieure à la consommation énergétique mondiale actuelle. Si seulement un pour cent des zones désertiques disponibles dans le monde sont utilisées, par exemple pour faire fonctionner des systèmes solaires thermiques, le besoin énergétique total actuel peut déjà être généré. L'énergie est la seule matière première que nous recevons 24h / 7 et XNUMXj / XNUMX de l'extérieur de notre planète - et cela pour nous est un temps inimaginable, presque infini. Aux bonnes latitudes, les énergies renouvelables affichent déjà des coûts de production d'énergie inférieurs à ceux des centrales à charbon conventionnelles, ou lors de l'utilisation du gaz naturel ou de l'énergie nucléaire.

Le grand défi est maintenant le stockage et la distribution rentables et efficaces des immenses quantités d'énergie. Et ici, l'énergie sous forme électrique a un inconvénient décisif. Le stockage de l'énergie électrique dans des batteries ou son transport vers l'Europe via des lignes à haute tension, par exemple en provenance d'Afrique du Nord, est extrêmement gourmand en ressources et donc impossible ou extrêmement difficile à financer.

Il n'y a pas d'alternative au stockage de l'énergie solaire dans l'hydrogène, même si 30 à 40% de l'énergie est perdue en raison de pertes de conversion lors de la production, par exemple en divisant l'eau par électrolyse. Nous avons suffisamment d'énergie «bon marché» et l'effort supplémentaire est plus que compensé par un stockage et une distribution rentables de l'énergie.

L'efficacité énergétique n'est importante que si elle rend un produit, tel qu'un camion, plus écologique et meilleur. Ici, un camion à batterie électrique fonctionne bien moins bien qu'un camion avec un moteur à combustion d'hydrogène et un stockage d'hydrogène. Tant en termes d'évaluation du cycle de vie que d'exigences des clients, telles que les coûts, l'autonomie, le temps de ravitaillement, la charge utile et la durabilité.

Dans quelle mesure voyez-vous les opportunités d'hydrogène dans une voiture avec un moteur à combustion?

Dans le passé, nous avons développé des véhicules à moteur à hydrogène pour BMW et pour Aston Martin. Nous voyons clairement que le moteur à hydrogène est également un moteur attrayant pour les clients dans le segment des voitures particulières, avec lequel le CO2-Compléter la législation efficacement. La combinaison d'un moteur à hydrogène avec la transmission électrique, en tant qu'hybride complet ou doux, sera également très attrayante à l'avenir. Après le lancement réussi du moteur à hydrogène dans le segment des véhicules utilitaires, la technologie trouvera de plus en plus sa place dans le segment des voitures particulières.

BMW avait développé un 12 cylindres pour l'hydrogène proche de la production en série. Que pensez-vous, pourquoi le projet s'est-il terminé après tout?

Au milieu des années 2000, les développements des moteurs à hydrogène chez BMW et MAN se sont terminés presque simultanément. Dans la crise financière, l'accent politique était mis sur l'électromobilité, le temps du moteur à hydrogène n'était pas encore venu. À cette époque, les menaces pesant sur le changement climatique étaient encore très éloignées, les entraînements alternatifs n'avaient pas à résoudre un problème immédiat, mais devaient indiquer l'avenir. La sensibilisation a beaucoup changé au cours des 15 dernières années et la politique a maintenant traité le CO2-La législation a créé de nouvelles conditions-cadres et a ainsi ouvert les portes du moteur à hydrogène.

Le gouvernement fédéral s'est engagé de façon plutôt unilatérale sur le moteur électrique à batterie. N'est-ce pas contraire au principe d'ouverture technologique?

Au CO2-Législation de la Commission européenne des véhicules commerciaux, pour la première fois, des véhicules à technologie de pointe avec des moteurs à combustion d'hydrogène comme véhicules zéro émission - en plus des véhicules électriques à batterie et des véhicules à pile à combustible. Nous espérons que les politiciens allemands reconnaîtront également l'importance du moteur à combustion interne à hydrogène et feront la promotion de cette technologie à l'avenir, tout comme les autres technologies d'entraînement alternatives. Mais cela ne se produira certainement pas du jour au lendemain.

Ne serait-il pas plus facile de créer une infrastructure hydrogène que des milliers de bornes de recharge électronique?

Comme déjà expliqué, le stockage et la distribution de l'énergie électrique sont très inefficaces. Une infrastructure de station de remplissage d'hydrogène peut déjà être construite de manière beaucoup plus rentable avec la technologie d'aujourd'hui. Avec les développements ultérieurs, tels que la technologie Sfeer, il y a encore un grand potentiel.

Les opposants à l'hydrogène soutiennent qu'au cours des 30 prochaines années, il n'y aura pas de «compatibilité de masse» en termes d'infrastructure. Comment voyez-vous cela?

Les constructeurs japonais et coréens comptent sur la pile à combustible de la voiture, peu importe qu'il s'agisse d'une pile à combustible ou d'un moteur à combustion à hydrogène. La pile à combustible est très sensible à la contamination du carburant ou de l'alimentation en air. Pour cette raison, la pile à combustible nécessite un hydrogène très pur et donc plus cher que le moteur à hydrogène. Cependant, la technologie de ravitaillement et la technologie de stockage peuvent être identiques, vous pouvez donc en effet utiliser la même infrastructure. Comme je l'ai dit, le moteur à combustion d'hydrogène se débrouillerait avec des niveaux de pureté d'hydrogène inférieurs, ce qui a bien sûr aussi un effet positif sur les coûts au final.

En tout cas, l'hydrogène est le carburant de l'avenir de la mobilité, n'est-ce pas?

Sans hydrogène, ni une transition énergétique réussie ni un couplage efficace du secteur à la mobilité n'est possible. Il n'y a pas d'alternative à une économie de l'hydrogène basée sur les énergies renouvelables et doit remplacer l'ère du pétrole en peu de temps pour sauver le climat.

Que faudrait-il faire pour que l'hydrogène fasse plus parler et ait plus de poids politique?

La première stratégie allemande sur l'hydrogène a été récemment adoptée. C'est le bon chemin. Il faut maintenant reconnaître que le moteur à combustion à hydrogène peut également être un moteur d'innovation pour toutes les technologies de l'hydrogène.

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Commentaire 1 à "H2 - le carburant du futur? - Avec l'hydrogène, le moteur à combustion peut vivre éternellement"

  1. Bernd Gottschlich | 17. Août 2020 16 à: 13 | répondre

    La distribution de l'énergie électrique est très inefficace même s'il existe un réseau électrique bien développé?
    Bien plus inefficace est la distribution de l'hydrogène par camion dans des réservoirs haute pression dans un futur réseau de stations-service, si l'on considère la quantité qui peut être transportée par camion.

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