La balayeuse à hydrogèneun concept de propulsion pour demain

Christian Bach

Chef du Département Moteur à Combustible

Mega-trend en secteur énergie La transition énergétique

Überschüssige

Leistung

Objectifs de la stratégie énergétique:

Economie de 20-25 TWh

Augmentation des énergies renouv. de

22.6 TWhPV: 10.4 TWh, Vent: 4 TWh, GeoTherm.: 4.4 kWh,

Biom.: 1.1 TWh, Biogas 1.4 TWh, ARA/KVA: 1.3 TWh

Maintien de la réduction CO2Jusque 2012: -10% par rapport de 1990 (CO2-Loi)

Jusque 2020: -20% par rapport de 1990 (Discussion)

Réalisation:

Production d’ énergie renouvelable

Intégration de cette énergie renouvelable

(Ajustement réseau électrique)

Utilisation de l’électricité excèdent

(stockage)

...

Source: BFE 2012

Mega-trend en secteur d’énergieElectricité fluctuante (soleil + vent)

Simulation de l’alimentation électrique 2050 (Prognos)

35 TWh (soit 50%); dont ca. 15 TWh fortement fluctuante

9 TWh el. excèdent (en été), si centr. gaz/co-gen. pas reglables

4.5 TWh el. excèdent (été), si centr. gaz/co-gen. sont reglables

Photovoltaïque

Excès en été

Vent

Production stochastique

Source: Prognos 2012

Demande de stockage additionnelDépendant du scenario…

Continuer comme d’habitude:

centrales de pompage

sont suffisants

Politique énergétique nouvelle:

Systèmes de stockage

additionnels nécessaires

à partir de 2023

Source: Prognos 2013

Mega-trend dans la MobilitéCO2-reduction des voitures neuf

jusqu'à présent neuf

Zéro émission, moins de bruit; opération en zones sensibles

(piétons, halles, nuit et tôt le matin)

Réduction de la consommation énergétique à 60 - 70%

Premiers pas pour véhicules à hydrogène en villes

Balayeuse Pile à combustion

Balayeuse à hydrogène (hy.muve)Réalisation démonstrateur, 2 ans test de pratique

Meyrin/Genève

+

Le concept de propulsion hy.muveDiesel-hydraulique Hydrogène-electrique

Diesel

Motor

v,FDiesel-

tank

Zusatzaggregate:

Bürsten,

Lenkung, Bremsen

Antriebsräder

Sauger

55 kW28 kW

7 kW

1.7-4 kW

Diesel

Motor

v,FDiesel-

tank

Zusatzaggregate:

Bürsten,

Lenkung, Bremsen

Antriebsräder

Sauger

55 kW28 kW

7 kW

1.7-4 kW

H2 H2

Brennstoff-

zellen-

system

=

=

Leistungsbatterie

(Li-Po)

=

~M

Fahr-

antrieb

=

~M

Sauger

=

~M

Zus.- Klima-

Hydr. anlage

=

=12V

Batterie

28 kW

<1 kW

5 kW

7 kW

20 kW

12 kWh

7.5 kg

@ 350bar

H2 H2

Brennstoff-

zellen-

system

=

=

Leistungsbatterie

(Li-Po)

=

~M

Fahr-

antrieb

=

~M

Sauger

=

~M

Zus.- Klima-

Hydr. anlage

=

=12V

Batterie

28 kW

<1 kW

5 kW

7 kW

20 kW

12 kWh

7.5 kg

@ 350bar

Moteur diesel avec

distribution de puissance

hydraulique

Pile à combustible

hydrogène avec

distribution de puissance

électrique

Spécifications du véhicule12 kWh LiPo batterie, 16 kW PàC, 7 kg H2@350 bar

Moteur électrique

Batterie haute

performance (Li-Po)

Ventilateur

électrique

Réservoir

d’hydrogène

Pile à

combustible

Moteur él. system

hydraulique

Profils de conduiteDéplacement et le balayer

Déplacement

(ca. 30%)

Balayer

(ca. 70%)

Energie- et CO2-bilanH2 utilisation et production

60-70% réduction du

consommation

énergétique

(tests de pratique)

185 MJ/h

63 MJ/h

16.4 kg/h

0.0 kg/h

0

5

10

15

20

25

0

50

100

150

200

250

Diesel-hydraulic

Hydrogen-FC hybrid electric

CO

2e

mis

sio

ns

in

kg

/h

Consommation de l’énergieet émissions de CO2

En

d e

ne

rgy c

on

su

mp

tio

n in

MJ

/h

EV [MJ/h] CO2 [kg/h]

>60% CO2 réduction des

émissions CO2, même avec

production H2 conventionnelle

(reformage à la vapeur du gaz

naturel)

Démonstrateur Mobilité Future @ EmpaUtilisation électricité excédent pour la mobilité

Batterie réseau

électrique

( = 75 – 85%)

( = 60 - 70%)

über Netz

gekoppelt

Résumé

La production d’électricité renouvelable n’est pas connectée avec l’utilisation (comme la

production d’électricité fossile ou nucléaire, à cause de son intermittence). On a donc

besoin des systèmes de stockages. L’hydrogène est une possibilité de stockage

intéressante pour le niveau de distribution, si on a des consommateurs d’hydrogène.

Véhicules de balayage d'aujourd'hui consomment - en raison du temps de fonctionnement

élevé - autant d'énergie que 10-15 voitures automobiles et ont donc une grande relevance

énergétique. Une réduction de la consommation énergétique de 60-70% est possible avec

un concept de propulsion avec pile à combustible.

Les Balayeuses sont utilisés dans des zones sensibles telles que les passages pour

piétons, les trottoirs, les couloirs, et aussi tôt le matin. Dans ces zones et temps, des

véhicules sans émission et avec un bruit réduit sont très avantageux.

Merci beaucoup pour votre attention!

Remerciements:

- Ville de Meyrin et le canton de Geneve

- Centre de voirie et horticole (Mr. Chatelain, Mr. Angius)

- Association innoLAB (Van Khai Nguyen)

- Mr. Marco Brügger, Empa

- Dr. Felix Büchi, PSI

- Mr. Marco Meier, Bucher Schörling

- Mr. Markus Epple, Messer Schweiz AG

- Dr. Stefan Oberholzer, BFE

Contact:

christian.bach@empa.ch