Voitures à l'hydrogène, bus à l'hydrogène, trains à l'hydrogène: c'est une réalité d'aujourd'hui, pleine de promesses pour l'avenir. L'hydrogène «énergie» se retrouve déjà dans les transports, oui, mais pas uniquement!
6. La place de l’hydrogène dans la transition énergétique
Edouard Van Heule
Moulins de Beez, 1er décembre 2016
7. La transition énergétique?
• C’est le passage du système énergétique actuel, basé sur des
ressources non renouvelables, vers un bouquet énergétique utilisant
principalement des ressources renouvelables
• Elle est nécessaire car elle répond à deux défis majeurs au niveau
planétaire :
o Le changement climatique
o La raréfaction inévitable des ressources non renouvelables
(Gestionnaire du Réseau de Gaz-France: www.grdf.fr/documents)
2Moulins de Beez, 1er décembre 2016
8. La transition énergétique est-elle en marche?
• Le WWF nous montre en 15 indicateurs que la transition vers les
énergies propres et durables est bien en marche:
o 90%de la capacité électrique construite dans le monde en 2015 était d’origine
renouvelable
o Les panneaux solaires battent des records de baisse des coûts
o On investit dans le monde deux fois plus dans les renouvelables que dans le
charbon et le gaz
o Certains jours, l’Allemagne est quasiment auto-suffisante en renouvelables
o Etc.
• Le rapport complet incluant analyses et conclusions peut être téléchargé
sur http://www.wwf.fr/vous_informer/rapports
3Moulins de Beez, 1er décembre 2016
9. 1. C’est quoi, l’hydrogène?
• Un gaz (dihydrogène): la molécule H2 est constituée de deux
atomes d’hydrogène
• L’atome d’hydrogène est l’un des plus abondants sur terre. En
combinaison à un atome d’oxygène, on retrouve la molécule
d’eau H2O
• Un kg d’hydrogène gazeux prend 11 m³
• C’est le plus léger des gaz. Sa densité est 4 x plus faible que
celle de l’air
• Il se liquéfie à -252°
• Sa combustion libère une énergie de 33,3 kWh par kg (soit
l’équivalent de 2,5 kg de gaz naturel, 2,75 kg d’essence et +/- 4kg
de charbon)
4Moulins de Beez, 1er décembre 2016
10. 2. Production du gaz hydrogène
• Très majoritairement produit à partir de gaz naturel, de pétrole ou
de charbon
• En 2016, la part produite par l’électrolyse de l’eau est encore faible
par rapport aux énergies fossiles
4%
48%
18%
30%
Sources d’H2
électrolyse
Gaz naturel
charbon
Pétrole
2.1 l’hydrogène industriel dans le monde
5Moulins de Beez, 1er décembre 2016
11. • Importance économique de l’hydrogène industriel: 90 milliards d’euros
en 2013, pour une production de 60 millions de tonnes
• La production se fait par vaporeformage (Steam Methane Reforming
– SMR).
• Pour le méthane, il y a réaction à haute température (700 – 1100 °C)
entre ce gaz et de l’eau en présence d’un catalyseur à base de Nickel.
Mais avant cette réaction, il y aurait entre 7 à 10 kg de CO² pour 1 kg
d’hydrogène produit
• Cet hydrogène industriel est utilisé pour des productions dites captives.
Deux exemples:
• L’hydrogène issu du gaz naturel est utilisé pour désulfurer l’essence
et le gasoil ou encore pour hydrogéner des huiles
• Pour la production d’engrais (transformation en ammoniac)
• Voir le graphique:
6Moulins de Beez, 1er décembre 2016
13. 2.2 Par l’électrolyse de l’eau
• = sa dissociation chimique provoquée par un courant électrique
continu
• Le générateur de ce courant baigne dans un électrolyte et est relié à
2 électrodes (la cathode et l’anode), qui recueillent l’hydrogène et
l’oxygène.
• Il existe plusieurs technologies d’électrolyseurs:
o La technologie alcaline, qui domine le marché
o La technologie PEM (Proton exchange membrane), à membranes
polymères échangeuses d’ions
8Moulins de Beez, 1er décembre 2016
14. 2.3 Existe-t-il de l’hydrogène naturel?
• Il y a une réponse et un bon exemple concret reçu débu novembre
2016:
PETROMA, société d’exploration et d’exploitation d’hydrocarbures, a
découvert des gisements d’hydrogène naturel au Mali, et possède
aujourd’hui le seul exemple d’exploitation fonctionnelle de cette
ressource, encore inconnue il y quelques années seulement. Le village de
Bourakebougou, au nord-ouest de Bamako, est ainsi fourni en électricité
par un groupe électrogène alimenté par un gisement d’hydrogène naturel
pur à 98%.
9Moulins de Beez, 1er décembre 2016
15. La place ambitionnée par l’hydrogène Energie dans la
transition énergétique
• Un combustible à part entière pour la chaleur, la force motrice ou
l’électricité.
• Allié de choix: la pile à combustible (PAC) ou fuel cell (FC)
o Il y a plusieurs types de PAC :
• Electrolyte liquide : les piles alcalines AFC
• Electrolyte solide : les piles acide polymère PEMFC
les piles à oxyde solide SOFC
1. Approche technologique
10Moulins de Beez, 1er décembre 2016
16. • Situation en Belgique et en Wallonie des énergies renouvelables:
Voir tableau ci-après qui détaille les 12,7tWh/an générés par
les ENR en 2015:
11Moulins de Beez, 1er décembre 2016
17. Les Energies Renouvelables en Belgique Puissances installées jusqu'en 2015 et production d'énergie
Puissance TWh/an Puissance TWh/an Puissance TWh/an Puissance TWh/an
MW MW MW MW
5,7
OFF Shore 1* 712 2,4
ON Shore 2* 809 1,69 0 0 708 1,611 1517 3,3
2*
2310 2,245 54 0,053 838 0,815 3202 3,113
105 0,285
17 centrales 118 centrales 0,25 135 sites
3119 3,935 54 0,053 1546 2,676
5536 9,098
1* L'off Shore est une compétence fédérale et donc bénéficie à l'ensemble de la Belgique
2* On shore ; 698 éoliennes dont 311 en Wallonie et 182 éoliennes Off Shore
3* 1 kWc PV donne en production 972 kWh/an
Source: www.apere.org/observatoires. 4*La très grande majorité de la puissance et de la production d'électricité est située en Wallonie
5* La biomasse -incinération et hors incinération représente 3,700 twh/an et porte le total de la
production annuelle d'énergie électrique renouvelable à 12,7 TWh/an en 2015
Photovoltaïque 3*
Hydraulique 4*
Total Régions
Notes :
Total général Belgique
Total Belgique
Eolienne
Energie Flandre Bxl Wallonie
Puissance et production en 2015 2015 2015 2015 2015
12Moulins de Beez, 1er décembre 2016
18. 2. Approche « Marchés »
LES APPLICATIONS STATIONNAIRES
Le Power-to-Gas : par l’électrolyse, l’électricité produit de l’H2 qui peut
être injecté dans le réseau de gaz naturel. Si on ajoute du CO2, il y a
méthanation : cf. Fos-sur-Mer, démonstrateur Jupiter 1000
13Moulins de Beez, 1er décembre 2016
19. • L’ Allemagne, qui possède 30 des 50 installations recensées dans le
monde, est très avancée.
• Exemple de E-On à Falkenhagen:
14Moulins de Beez, 1er décembre 2016
20. Le stockage pour fournir de l’électricité peut jouer un rôle de
régulation entre offre et demande dans les smart grids.
Les 1ers marchés sont:
1. Les alimentations de secours
2. Les réseaux télécoms (pylônes essentiellement)
3. Les collectivités rurales isolées
4. Les zones insulaires, etc.
15Moulins de Beez, 1er décembre 2016
21. Chariots élévateurs : société Hypulsion en 2012, le précurseur
= gain de productivité, pas de salle de charge, remplissage en moins
de 5 minutes
16Moulins de Beez, 1er décembre 2016
22. La cogénération et la micro-cogénération
http://www.grdf.fr/actualites/chaudiere-pile-combustible-epilog
17Moulins de Beez, 1er décembre 2016
23. Les applications mobiles
• Les véhicules
o 2015 et 2016 = étapes clés pour le démarrage de la mobilité hydrogène
énergie : vélos, scooters, voitures, bus, camions et trains:
18Moulins de Beez, 1er décembre 2016
25. Dans ce bus Van Hool, il y a 35 kg d’H2 à 350 bars, pour 350 km
d’autonomie…
20Moulins de Beez, 1er décembre 2016
26. • Aujourd’hui, les flottes captives dans les centres urbains sont au
démarrage du marché par exemple :
o La Poste française dispose de 5000 camionnettes Kangoo électriques ,
en a équipé certaines avec prolongateurs d’autonomie à l’hydrogène
o L’opérateur de taxis STEP va mettre en circulation 60 Hyundai IX35 à
l’hydrogène dans les rue parisiennes
21Moulins de Beez, 1er décembre 2016
27. • Waterstofnet a publié un document en 2016 intitulé: « National
Implementation Plan of Hydrogen Refuelling
infrastructure in Belgium ». Un aperçu des données:
o Stations de recharge:
Belgique Wallonie
• 2015-2020 25 5
• 2020-2025 75 20
• 2025-2030 150 40
o Véhicules: (en Belgique) Voitures bus
• 2015-2020 1.000 50
• 2020-2025 7.500 250
• 2025-2030 30.000 500
22Moulins de Beez, 1er décembre 2016
29. Conclusions
• L’hydrogène Energie a commencé à trouver sa place dans la
transition énergétique, même en Wallonie.
• Quelle STRATEGIE pour la Wallonie?
o Où en est-on? Principalement au stade de la R&D
o Où veut-on aller? Objectifs = stockage des ENR (P2E), la mobilité et la
cogénération.
o Comment y aller ? Création d’un cluster Hydrogène Wallonie/Bruxelles
en 2017. Participation aux projets wallons ou /et européens, favoriser la
dynamique PPP.
o Quand? Être à un niveau comparable à la Région Flamande en 2020
24Moulins de Beez, 1er décembre 2016
30. MERCI DE VOTRE ATTENTION!
25Moulins de Beez, 1er décembre 2016
31. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20161
“HYDROGÈNE RENOUVELABLE :
LE LIEN MANQUANT ENTRE L’ÉLECTRICITÉ, LE GAZ,
L’INDUSTRIE ET LA MOBILITÉ.”
Denis THOMAS, Hydrogenics Europe N.V.
EU Regulatory Affairs and Business Development
Manager for Renewable Hydrogen
« L’hydrogène dans tous ses états »,
Moulins de Beez, Namur, 1er Décembre 2016
32. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20162
Electrolysers: Power Hydrogen
Fuel cells: Hydrogen Power (+ heat)
Electrolysis
Fuel cell
Electrolysis
Fuel cells
WATER (H2O) + POWER HYDROGEN (H2) + OXYGEN (O2)
(+ HEAT) (+ HEAT)
•Industrial applications
•Power-to-Gas
•Hydrogen refueling stations
•Grid balancing
•Back-up power
•Stationary power
•Combined Heat & Power
•Mobile power
33. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20163
Hydrogenics in Brief
Global company
Hydrogenics Corporation
Headquarter
Mississauga, Ontario, Canada
Since 1948
+/- 70 employees
Areas of expertise: Fuel cells, PEM electrolysis, Power-to-Gas
Previously: The Electrolyser Company, Stuart Energy
Hydrogenics Gmbh
Gladbeck, Germany
Since 2002
+/- 15 employees
Areas of expertise: Fuel cells, mobility projects,
Power-to-Gas
Hydrogenics Europe
Oevel, Belgium
Since 1987
+/- 70 employees
Areas of expertise: pressurized alkaline electrolysis,
hydrogen refueling stations, Power-to-Gas
Previously: Vandenborre Hydrogen Systems
In total: +/- 170 employees
Incorporated in 1995 [NASDAQ: HYGS; TSX: HYG]
More than 3,000 products deployed in 100 countries worldwide
Total revenues (2015): 39.5 Mio $
Over 65 years of electrolysis leadership
Production facility
Sales office
34. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20164
Alkaline & PEM electrolysis | Product’s line
Alkaline PEM (Proton Exchange Membrane)
35. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20165
Global Hydrogen Market
But most of the hydrogen produced
today is not CO2-free (from gas, oil,
coal)
If produced from renewable power
via electrolysis, hydrogen is fully
renewable and CO2-free.
Renewable hydrogen has the
potential to decarbonize a large
range of applications
Main industries consuming hydrogen
• 50%: chemical industry (ammonia, methanol)
• 43%: oil refineries
• 6%: float glass, steel and semi-conductors
• 1%: power plants, oil hydrogenation and mobility
Total consumption 2014 = 571 bcm H2
Data source: The Hydrogen Economy, M. Ball 2009 & Esprit Associates 2014
36. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20166
Fuel cells solutions: from power modules for turnkey systems
Cell stack Balance-of-Plant
• MEA - Membrane
Electrolyte Assembly
• Bipolar plates
• Gas Diffusion layer
• Gaskets
• Multiple cells layered
• End plates
• Tie rods
• Spring washers
• Bus bar interfaces
• Fuel cell voltage
monitor
• Fuel management
• Air management
• Water management
• Coolant pump and control
• Control hardware and
software
• Power conditioning
• Hybrid energy storage
• Hybrid control hardware and software
• Cooling or heat exchanger (or CHP)
• H2 storage
PEM Single Cell Fuel Cell Power Module Fuel Cell System
37. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20167
KOLON Water & Energy, South Korea (2015)
Repowering of by-product hydrogen from chemical industry
• OBJECTIVES
– Process Plant with by-product hydrogen
– Korean government provides incentives (feed-in) for power
produced from hydrogen
• SOLUTION
– >1 MW HyPM-R based on HyPM-R120 fuel cell racks
– Grid feed inverters, outdoor containers
– Joint venture power purchase agreement (PPA)
– 20 year Service agreement
– Commissioned October 2015
– 2x40ft containers
• More information: http://www.hydrogenics.com/about-the-
company/news-updates/2014/06/23/hydrogenics-signs-
agreement-to-create-kolon-hydrogenics-joint-venture-for-power-
generation-in-south-korea
38. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20168
Fuel cells for mobility applications
Many references
Canary Islands, Spain
Toronto Canada
TACOM/General Motors
Los Angeles, CA
Los Angeles, CA, USA
Basel, Switzerland
Berlin, Germany
Konstanz, Germany
H2Fly, DLR, Germany
ALSTOM, Germany
Riversimple, UK
39. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.20169
Power-to-Mobility
Alstom Transport | Zero-emission (hydrogen) train | Coradia iLint
Source: Alstom
• ~50% of rail network in Germany is not
electrified (operated with diesel)
• More stringent regulation (exhaust
emission, noise) and expected price
increase for diesel
• LOI from 4 German States to buy min 40
zero emission passenger trains (2014)
• 1st train (2016) with hydrogen fuel cell
• Commercial service expected by 2020
40. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201610
[Renewable] Hydrogen
41. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201611
Power-to-Gas
• OBJECTIVES
– Development of 1,5 MW PEM Electrolysis Stack and System
– Validate PEM technology in operational environment
– Gain experience in technology and cost.
– Feed hydrogen into the medium-pressure distribution natural gas
pipeline at 30 bar without compression.
• SOLUTION
– 1x HyLYZER®-285-30 PEM electrolyser with all peripherals in 40ft.
housings for max 285 Nm³/h H2 at 30 bar (Power: 1.5 MW)
• PARTNERS:
• More information: www.windgas-hamburg.com
WindGas Reitbrook (Hamburg), Germany (2015)
Direct injection of hydrogen in natural gas grid (distribution)
Photo credits: Uniper Energy Storage GmbH
42. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201612
Power-to-Gas
• OBJECTIVES
– Demonstrate capabilities to provide energy storage services to the
Danish energy system.
– Demonstrate capability and economic viability of oxygen and heat
recycling in the on-site wastewater operations
– Biological methanation system to produce pipeline-grade
renewable gas (CH4) and feed into the gas distribution grid at 3.6
bar
• SOLUTION
– 2x HySTAT™ 100 (Alkaline) with all peripherals to produce
100Nm³/h H2 (Power: 1MW)
• SUPPORT
– This project receives financial support from the ForskEL program,
administered by Energinet.dk.
• More information: www.biocat-project.com
BioCat, Avedøre, Denmark (2016)
Biological methanation and SNG injection in distribution gas grid
4 April 2016
43. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201613
Power-to-Gas
BioCat, Avedøre, Denmark (2016)
Biological methanation and SNG injection in distribution gas grid
44. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201614
Power-to-Mobility
Hydrogen refueling stations
> 50 references with onsite hydrogen production
Shell, Santa Monica, USA Aberdeen Hydrogen Bus Project, Scotland,
UK, 2015
Stockholm, Sweden, 2005
Oslo, Norway, 2012 Vattenfall, Hamburg, Germany, 2012 Barcelona, Spain, 2005
45. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201615
Power-to-Mobility
Power-to-Mobility
Example: Toyota MIRAI
• Hydrogen refueling stations with onsite
hydrogen production
• For cars (700 bar), a refueling takes 3-5
min for a driving range of 400-500 km
• For buses (350 bar), a a refueling take
10 min for a driving range of 350 km
HRS Colruyt, Halle, Belgium
46. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201616
H2 Mobility Belgium
More information: www.waterstofnet.eu
47. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201617
[Renewable] hydrogen
Selection of recent demonstration projects
Main conclusions from these projects:
1. Hydrogen technologies work fine and deliver according to expectations.
2. There is still room for further technical improvement but no technology breakthrough is expected.
3. There is a important potential for further cost reduction: going from project manufacturing to product manufacturing
4. Energy regulatory framework is no suited for these applications and business operation of these projects remains very challenging
Country Project Size Year
Electrolyser
technology
Power
Gas
Industry
Mobility
Fuel
Thailand EGAT 1.2 MW + 500 kW FC 2017 PEM •
Canada Embridge P2G 2 MW 2017 PEM •
Germany MefCO2 1 MW 2017 PEM •
Denmark HyBalance 1.2 MW 2017 PEM • •
UK Levenmouth 370 kW + 100 kW FC 2016 Alkaline + PEM • •
Denmark BioCat 1 MW 2016 Alkaline •
Italy Ingrid 1 MW 2016 Alkaline • • •
UK Aberdeen 1 MW 2016 Alkaline •
Germany WindGas Reitbrook 1.5 MW 2015 PEM •
Canada Raglan Copper mine 350 kW + 200 kW FC 2015 Alkaline •
Belgium DonQuichote 150 kW 2015 Alkaline + PEM • •
Germany WindGas Falkenhagen 2 MW 2014 Alkaline •
48. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201618
Hydrogen | Basics maths
Hydrogen physics
• 1 kg 11,1 Nm³ 33,3 kWh (LHV) and 39,4 kWh (HHV)
• High mass energy density (1 kg H2 = 3,77 l gasoline)
• Low volumetric density (1 Nm³ H2 = 0,34 l gasoline)
Hydrogen production from water electrolysis (~5 kWh/Nm³ H2)
• Power: 1 MW electrolyser > 200 Nm³/h H2 > ± 18 kg/h H2
• Energy: 1 kg H2 > 11.1 Nm³ > ± 10 liters demineralized water > +/- 55 kWh of electricity
Cars and buses
FCEV H2 tank H2
consumption
Driving
range
Annual driving
distance
Annual H2
consumption
Car (passenger) 5 kg 1 kg/100 km 500 km 15.000 km 150 kg
Bus (12 m) 35 kg 10 kg/100 km 350 km 60.000 km 9 tons
49. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201619
Opex ~2%
Capex
~20%
Wholesale
Price
Electricity
~30%
Grid Fees and
Levies
~50%
Hydrogen Cost
Service Income
(balancing)
~xx%
Renewable
Credit:
Technology Push
&
Market Pull
measures
~xx%
Feedstock
Income
(H2, O2, Heat)
~xx%
Investor Bonus
Business Case Drivers
50. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201620
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
Heating & Cooling Electricity Transport
ktoe
Overall share of energy from renewable sources (EU28, 2014)
Non-renewable
Renewable
The role of energy vectors (electricity and hydrogen)
in the decarbonisation of the EU energy system
Data source: EUROSTAT, SHARES 2014
Illustrative for future scenario
ENERGY EFFICIENCY
RENEWABLES
Biomethane
Green gas (H2, SNG)
Fuel cells (CHP)
Heat pumps
Hydro, Biomass,
Geothermal, Wind, Solar
Fuel cells
Batteries
Biofuels
Fuel Cell Electric Vehicle
Battery Electric Vehicle
17,7% 27,5% 5,9%
H2
2014
2014
2014
Future?
Future?
Future?
e-
Hydrogen
Electricity
Other renewables
2014
Future?
51. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201621
Concluding remarks
• Electrolysers and fuel cells technologies are mature technologies ready for
market introduction
• If governments want to meet COP21 (Paris) objectives, hydrogen will
definitely be part of the energy landscape
• Existing regulating framework should be adapted for hydrogen and other
‘sector coupling’ technologies
• What will be the role of hydrogen in Wallonia?
• There are large funding programs at EU, national, regional levels. What
about the first hydrogen demo projects in Wallonia?
52. H2 dans tous ses états | Beez, Belgium | 01.12.201622
Denis THOMAS | Renewable Hydrogen
EU Regulatory Affairs & Business Development Manager
Mobile: +32 479 909 129 | Email: dthomas@hydrogenics.com
Thank you for your attention
64. Eric Taupin
Development Engineer
B.S, M.S
Vincent Lôme
CSO
B.S, PhD
Pierre-Emanuel
Casanova
CEO
B.S, M.S
Patricia Mayer
Business Developer
B.S, M.S
Advisors
12
67. Les piles à combustible et leurs applications
Perspectives d’avenir
Nathalie Job
Université de Liège
Department of Chemical Engineering – Nanomaterials, Catalysis, Electrochemistry (NCE)
www.nce.ulg.ac.be
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
71. Voie thermomécanique
Combustion
Moteur thermique
Alternateur
Rendement limité par le
principe de Carnot:
hmax = 1-Tc/Th = 40-60%
Comment transformer en électricité
l’énergie disponible dans un corps chimique ?
H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (g)
Voie électrochimique :
Pas d’intermédiaire mécanique
hmax = DG/DH
DG = -229 kJ/kmolH2
DH = -242 kJ/kmolH2
ηmax = 95 %
DG = DH - TDS
+ -
cellule
récepteur
e-
réactifs produits
Performances des systèmes électrochimiques
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
72. Performances des systèmes électrochimiques
Exemple: piles à combustible
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
73. Performances des systèmes électrochimiques
Piles à combustible
2H2 + O2 2H2O
Pt
1960
2,5 W/gPt
1kW
Francis Bacon
(1959)
2010
1.200 W/gPt
1MW
Amélioration des procédés
de fabrication/assemblage
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
77. Systèmes électrochimiques
Piles à combustible PEM
Plaque bipolairePlaque bipolaire
Membrane
Anode Cathode
H2 air
air + eauH2
(recirculation)
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
87. Chaîne complète
Challenges
- Amélioration des performances
- Augmentation de la durée de vie
- Diminution du coût
- Matériaux/procédés plus écologiques
- Matériaux non critiques
- Scale-up
- Assemblage
- Recyclage
Matériau Application
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
88. Focus sur les piles à combustible PEM
Applications spatiales et militaires
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
89. Focus sur les piles à combustible PEM
Applications civiles
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
90. Focus sur les piles à combustible PEM
Applications civiles - automobile
Toyota MiraiMazda Premacy Hydrogen RE Hybrid
Honda Clarity
Chevrolet Equinox
Mercedes Classe B
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
91. 47%
24%
18%
11% Couches
catalytiques
Plaques
bipolaires
Membrane
Couches de
diffusion
Catalyseurs
Plaques bipolaires
Couches de
diffusion
Membranes
• Coût : marchés de niche marché de volume
– Actuellement : 1.000 – 3.000 €/kW
objectif 2020: automobile 50 -100 €/kW
stationnaire (installé avec périphériques) : 1.000 €/kW
Focus sur les piles à combustible PEM
Obstacles au développement industriel
Sources: DOE – FCH-JU
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
92. • Coût : marchés de niche marché de volume
– Actuellement : 1.000 – 3.000 €/kW
objectif 2020: automobile 50 -100 €/kW
stationnaire (installé avec périphériques) : 1.000 €/kW
Marché en croissance:
2009: 336 M€ 2013 : 716 M€ 2014 : 1,2 G€
Marché attendu :
2016 : 1,6 G€ 2020 : > 5 G€
• Durée de vie
- Actuellement : automobile : 2.000 – 2.500 h objectif : 5.000 h
stationnaire : 10.000 h objectif min. 20.000 h
• Infrastructure
- Fabrication/distribution d’hydrogène
Focus sur les piles à combustible PEM
Sources: DOE – FCH-JU
Obstacles au développement industriel
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
93. Matériaux - challenges
Membranes
- résistance à la température
- résistance à l’environnement chimique
- résistance mécanique
- diminution du coût
Catalyseurs
- durée de vie
- diminution de la quantité de platine
- remplacement du platine ?
Plaques bipolaires
- compacité
- matériaux légers
- diminution du coût
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
94. Assemblage - challenges
- Matériaux répondant au cahier des charges
- Fabrication en série ?
- Management thermique ?
- Stacking ?
Beez – L’hydrogène dans tous ses états – 01/12/2016
101. U"lisa"on
de
l’hydrogène
pour
le
stockage
de
l’énergie
Une
solu"on
qui
a
sa
place
notamment
dans
les
réseaux
électriques
Hydrogen for (seasonal) energy storage
Prof. P. Hendrick
patrick.hendrick@ulb.ac.be
Ir G. Oliveira Silva
goliveir@ulb.ac.be
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
102. PRESENTATION OUTLINE
• INTRODUCTION
WHY ENERGY STORAGE?
STORAGE TECHNOLOGIES
• WHY H2 FOR STORAGE ?
POTENTIAL CUSTOMERS
ANALYSIS OF THE COSTS
HYDROGEN SAFETY
HYDROGEN PRODUCTION
• CONCLUSIONS
2
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
105. INTRODUCTION
APPLICATIONS FOR ENERGY STORAGE
• MANAGEMENT OF VARIABLE ENERGY SOURCES
“VIRTUAL POWER PLANT”
• POWER QUALITY
• BLACK-START CAPABILITY
ABILITY TO START-UP AND PROVIDE ENERGY WITHOUT EXTERNAL POWER
• COMMODITY STORAGE
STORAGE OF CHEAP OFF-PEAK ELECTRICITY, SOLD LATER AT A HIGHER PRICE
• TRANSMISSION & DISTRIBUTION STABILIZATION
CONTROL OF REACTIVE POWER, FREQUENCY AND VOLTAGE
• INVESTMENT DEFERRAL
• AUTO-CONSUMPTION / ANTI-BLACK-OUT
5
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
110. 1)
Variable
energy
produc3on
2)
Efficiency
increase
1)
Energy
storage
2)
Consump3on
deferability
• How
much
storage
is
needed?
• How
much
will
it
cost
and
who
should
pay
for
it?
• Which
technologies
should
be
used?
• How
to
improve
the
exis"ng
solu"ons?
• What
is
the
impact
on
fossil
power
plants?
114. Technological
/
Economical
choice
• P:
Rated
power
• Cp:
Capital
cost
per
unit
power
• E:
Storage
capacity
• Ce:
Capital
cost
per
unit
energy
• T:
Life
"me
of
the
technology
• η:
Efficiency
First considering the customer’s technical requirements
115. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
15
ELECTROLYZER
ENGINE – FUEL CELL
TANK
COMPRESSOR
SAFETY & MONITORING
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
116. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
16
ELECTROLYZER
30%
50%
70%
1
10
100
Efficiency
%
(H2
HHV)
Power
kW
10
100
1
10
100
Mass
kg/kW
Power
kW
y=37,3x-‐0,075
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
117. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
17
FUEL CELL
20%
30%
40%
0,01
0,10
1,00
10,00
Efficiency
%
(H2
HHV)
Power
kW
Stack
Fuel
cell
H2NET
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
118. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
18
H2 TANK
H2NET
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
119. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
19
5
20
35
50
65
10
100
1000
Cost
for
a
20
year
life3me
c€2012/
kWhOUTPUT
Energy
kWhOUTPUT
kin=kout
kin=2kout
kOUT=1h
kOUT=4h
kOUT=10h
kOUT=50h
kOUT=150h
H2Net
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
120. HYDROGEN STORAGE – ANALYSIS OF COSTS
20
SENSITIVITY ANALYSIS
H2NET
P. Hendrick
G. Oliveira Silva
01st December 2016
122. GH2
HYDROGEN FOR SEASONAL STORAGE
22
H2Net
P Hendrick
G Oliveira Silva
01st December 2016
400
600
800
1000
1200
1400
0 2 4 6 8 10
Price(€/kW)
Power capacity (kW)
2015
2016
0
500
1000
1500
2000
0 5 10 15
Price(€/kWh)
Battery useful energy capacity (kWh)
Lead-acid
Li-ion
123. Driving Clean Energy
Forward
Technologies pour la production et le
stockage d’hydrogène .
Développements et applications industrielles
Léopold Demiddeleer
« L’hydrogène dans tous ses états » - Beez - Décembre 2016
125. Contexte .
3
- Globalement
Approche politique globale pour limiter les conséquences des
impacts des activités humaines en terme de réchauffement
climatique (… COP 21, 22…)
- Régions / Pays
Encadrement de la politique par des outils légaux : « Transition
énergétique » en France, « Energiewende » en Allemagne,
« Thermal vehicle ban » Pays-Bas, Scandinavie …
- Industries
Déploiement de stratégies d’entreprises spécifiques, basées
sur les énergies renouvelables :
- Toyota, Engie, EON, RWE …
126. Energies renouvelables en 2015
4
La progression des Energies renouvelables
- Sur 908 GW installés en Europe en 2015 :
26,1% solaire et éolien
- 77% des nouvelles installations de 2015
basées sur les Energies renouvelables
- Sur les 8 dernières années, les Energies renouvelables ont contribué à
55 % des capacités nouvelles
127. > La croissance de la valorisation des énergies renouvelables
implique de développer des moyens de valorisation des pics de
production
> Stockage « énergétique »
Challenge des énergies renouvelables
Limites des technologies actuelles liées à la
› Production irrégulière
› Saturation des réseaux en période de « pics »
› Prévisions difficiles
5
Energies
renouvelables
- solaire
- éolien
128. 6
Hydrogène : Contexte
… Le gaz a certaines vertus, en particulier celle de pouvoir
être stocké, et l’électricité est pour l'instant le seul moyen
d'alimenter nos nombreux appareils électriques.
… Cette nouvelle approche - via l’hydrogène - permet de
valoriser les excédents de production d’énergie renouvelable,
et ouvre un gigantesque potentiel, ….que ce soit dans le
domaine du stockage ou dans celui de la mobilité ».
T Lepercq DGA ENGIE
L’hydrogène - par sa flexibilité d’usage - sera un
acteur majeur dans la révolution énergétique :
- Production d’énergie primaire
- Matière première « chimique »
- Source d’énergie pour la mobilité décarbonée
129. Production Stockage ApplicationsConversion
Stockage en
réseau de gaz Turbine Gaz
Hydrogène : « agent » flexible .
Production
irregulière
Production
stable
CH4
H2
Industrie
Energie
(Reélectrificat
ion)
PAC
Mobilité
(H2-Fuel)H2
CH4
Matières premières
injection
Methane
production /
Utilisation
chimique / …
Électrolyse
7
Réseau
7
Solaire
Eolien
Fossile
H2
H2
H2
CO2
130. Exemple : Mobilité
Batteries
› 150-250 km
› Reload : 2 - 8 hours
› Light cars
Hydrogène
› 500 km
› Refull : <50 €,
3 - 5 min.
› All cars
8
Véhicules Hydrogéne :
+ : limitation des émissions CO2 et avantages des véhicules « classiques »
- : stations de remplissage ( cf politique d’implantation globale au Japon)
Europe transport par routes ≈ 17 % emissions CO2
Emissions comparées (gramme de CO2 / km)
Source : McKinsey, Power trains for Europe
131. Exemple : Mobilité
9
Voitures : exemples Réseaux de stations de remplissage H2
Network HRS
› 330 ** vs. >230 000 tank stations
(Europe, USA, Japan)
Investment HRS
› HRS small: 200 K€ / 300 K€
› HRS large : 1 M€ / 2 M€
Pionniers : D, GB, California, Japon, Korea
UK Germany
Honda (FCX Clarity)
Hyundai (ix 35 FCEV)
Toyota (FCV Concept)
* HRS : Hydrogen Refueling Station
** source : H2mobility.org
132. Hydrogène .
10
• Ressource illimitée par électrolyse de l’eau
• Autre source industrielle : reforming du gaz
• Matière première pour l’industrie
• Produit et utilisé depuis plus de 100 ans
• 60 M tonnes/an , ≈ 30 Mds €
› Energie pour les engins spaciaux
› 1kg H2 = 33,3 kWh
› 1kg H2 = 100 km voiture
Gaz léger mais difficile à stocker
133. Driving Clean Energy
Forward
• Contexte énergétique
et les énergies renouvelables
• L’hydrogéne
• Les solutions de McPhy Energy
134. Produits innovants pour la production,
le stockage et la distribution d’H2
Large
electrolyzers
>500 kW
100/500 (or
more) Nm3/h
Small & mid
electrolyzer
<500 kW
1/100
Nm3/h
Disruptive H2
solid storage
technology
MOBILITY
& ENERGY
STORAGE
HYDROGEN
FOR INDUSTRY
Réponses aux besoins de marchés en croissance rapide
Electrolyse Stockage H2 stations
› Engineering: design and project execution
› Customer Assistance: maintenance and training
› Supervision and IT control : remote access, dashboard
HRS
10 to
200 kg /
day
McLyser McStore McFilling
135. Production and storage of H2
on site without CO2
Concept industriel intégré
limitant les émissions de CO2
Competiveness
› Electrolysors : 1 000 € / kW
› 5 € / kg H2 (vs. 5 € à 50) for
tradionnal supply
› ROI : 2 – 3 y
Advantage for customer
› NO logistic
› Garanty of supply
› Safety
Advantage for supplier
› Large number of proposals for
supply
› Contracts on long term basis
› Services agreement
13
136. McPHY Stockage H2 .
H2 Métal Hydrides
Sponge concept
Hydrides
(43 g / 0,5 Nm3 H2)
100 disks
(4 kg H2)
Assembly
Électrolysor alcaline
+ storage unit
› 13 ans de R&D, 8 brevets
› Stockage sur Hydrures
› Stockage à haute densité
› Stockage à basse
pression et à haute
sécurité
GLOBAL SOLUTIONSTORAGE UNITMODULEDISKLABOS
14
142. Driving Clean Energy
Forward
En résumé :
- Le marché des équipements pour la production, le
stockage et la distribution d’hydrogène destinés aux
marchés de la mobilité et du stockage d’énergies
renouvelables devrait atteindre 6 milliards € en 2025.
- Les technologies développées par McPhy lui
permettent d’être un acteur important de ces marchés.
- Les premières réalisations industrielles ont démontré
les performances techniques et la robustesse de ses
produits .
164. Mission
Créer ensemble une
valeur ajoutée durable
fondée sur nos valeurs
et notre savoir-faire
dans la distribution
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
166. Hydrogène @ Colruyt Group
Etudes
1° chariot élévateur sur le site
Voyage d’étude Etats Unis
Station service hydrogène + chariots
FCH Don Quichote projet
Déploiement 200 piles à combustible
2004
2007
2010
2012
2015
2016
4000 remplissages
2800 kg
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
167. Etudes
1° chariot élévateur sur le site
Voyage d’étude Etats Unis
Station service hydrogène + chariots
FCH Don Quichote projet
Déploiement 200 piles à combustible
2004 2016 2025
(R)évolution dans le prix
2004
2007
2010
2012
2015
2016
hydrogène
infrastructure
entretien
prix
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
172. Réduction de consommation et des émissions de CO2
van ons
verbruik
11% moins de CO2
90% moins de NOx
46% moins de particules fines
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
173. Hydrogène durable
• énergie renouvelable = inépuisable
• Vent, soleil, eau de pluie
• Faible impact environnemental
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
174. Hydrogène durable
Printemps 2017 Intégré
à côté de diesel,
essence et CNG
100% disponible
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
177. Garantie de …
• Qualité de l’hydrogène
ISO 14687
SAE J2719 4.0 grade
production consommation
Fournisseur X Fournisseur Y
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
178. Garantie de…
• Qualité de la production et consommation
Efficacité?
?
?
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
179. Garantie de…
• Qualité du service
98% disponibilité
L’hydrogène dans tous ses états | 1er décembre 2016
199. Quel est aujourd’hui la technologie qui permet de produire
l’électricité au meilleur coût ( nouvelle installation) ?
3
09/12/2016
Le renouvelable n’est plus seulement un rêve d’écologiste
c’est devenu un rêve pour les financiers
200. Impact de cette réalité la production d’électricité
4
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
GW
GW
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
80 TWh/year
Non!
1 ha = 500 kW
50 GW = 1 000 km²
Belgique = 30 500 km²
Mais il faut stocker l’électricité
Impossible ?
50 TWh Sun
30 TWh Wind
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
80 TWh/year
GW
202. Equivalence = Stockage de grande
capacité centralisée
Complémentarité (raccordement)
VOITURES ELECTRIQUES = BATTERIES
23/06/2016 Colloque mobilité UWE 6
200,000 VE = 5 GWhe stockage
Disponibilité > 95%
Impact de cette réalité la production
d’électricité
203. 5.600.000 voitures particulières en Belgique, dont +/- 2 M de “2ème voiture” (<
15,000 km/an)
1 Véhicule électrique (15.000 km/an) = +/- 3000 kWh/an (= +/- 1 client retail)
2 M VE en Belgique (= 2 M nouveau clients…) = 6 TWh/an
= 8% de la production belge = < 8,000 h/an de deux TGV (400 MW)
= 10 GW de Puissance si charge/décharge simultanée !
Possibilité d’absorber une surconsommation de 10 GW mais uniquement durant
quelques heures.
Pas pour du stockage longue durée !!!
QUELQUES CHIFFRES
23/06/2016 Colloque mobilité UWE 7
205. Pourquoi l’hydrogène?
2016 Terr'Innove Namur - ENGIE 9
Soutien du réseau
Stockage électricité
CNG
Carburant
Liquide
Electricité
Mobilité
Industrie
CO2
H2 H2
Electrolyse Eau
Power to Gas Hydrogénation
Electricité
Mobilité
Industrie
206. 1 l diesel = 1 kg CNG = 100 kg Batterie = 500 g H2 (retransformé en électricité)
Avantage Fcell => possibilité d’utiliser la chaleur perdue pour le chauffage du véhicule.
2016 10
VE LNG / H2CNG / H2
Electrical drive
EVRX, PHEV,FC
120 km – 400 km
Up to 1 000 km
Full CNG / H2
Bi Fuel
500 km + 500 km
Trucks
Blue Corridor
Daily distance
Premier axe de développement de l’hydrogène vert
la mobilité
Terr'Innove Namur - ENGIE
207. Le H2 peut remplacer le C dans la sidérurgie
Le H2 permet l’hydrogénation du CO2 pour construire les molécules de base à la
chimie organique.
Le H2 permet le stockage saisonnier de l’électricité.
Nouvelles possibilités de l’hydrogène.
2016 Terr'Innove Namur - ENGIE 11
210. • Hydrogène = vecteur énergétique du futur
• Défi technologique: décalage entre
o Grande capacité de production d’ENR
o Faible capacité des électrolyseurs permettant la conversion en H2
• Dû à la difficulté technologique d’augmenter le nombre de stacks
utilisés en série sans perdre en fiabilité et durabilité
• En même temps, suivant les experts de l’IEA, il y a un fossé entre la
capacité de production verte d’H2 et celle des systèmes classiques
2Moulins de Beez, 1er décembre 2016
Synthèse du cadre général
211. Développement d’une nouvelle génération d’électrodes
• Développement par l’équipe du prof. Joris PROOST (UCL)
d’électrodes 3D :
o Augmentation de capacité de production
o Augmentation de l’efficacité électrochimique (détachement des bulles
d’H2)
o Diminution du coût énergétique en kWh grâce à la réduction des
surtensions
o Plus grande flexibilité pour la variabilité de chargement des sources
d’ENR
Moulins de Beez, 1er décembre 2016 3
212. Objectif et description du projet
• Valider les observations faites en labo à l’échelle d’une installation
pilote à l’UCL
• Ce nouveau type d’électrolyseur sera ensuite intégré dans un site
démonstrateur P2H, dans le zoning de Seneffe
• Association avec des applications de mobilité
Moulins de Beez, 1er décembre 2016 4
213. En outre:
• Objectifs sociaux économiques : Livre Blanc sur P2H + P2M
• Large diffusion de l’information
• Aplanissement des écueils sociaux et juridiques
• On vise l’émergence d’une filière industrielle wallonne « H2 »
• On souhaite développer le P2M
Moulins de Beez, 1er décembre 2016 5
214. En pratique:
• Leader = UCL - IMAP
• Partenaires non scientifiques: Cluster Tweed et H2Net
• Partenaire industriel: Air Liquide
• DGO4
• Durée de 48 mois
• Budget total de environ 800.000 euros
Moulins de Beez, 1er décembre 2016 6
215. MERCI DE VOTRE ATTENTION
Moulins de Beez, 1er décembre 2016 7
216. Université catholique de Louvain (UCL)
Division of Materials and Process Engineering
La production verte d’H2 en WallonHY
à (plus ou moins) grande échelle
Prof. dr. ir. Joris Proost
Journée « L’hydrogène dans tous ses états » Moulins de Beez, Namur, 01/12/2016
217. 1. le contexte
2. les défits technologiques
3. le projet WallonHY
4. les perspectives pour 2020
218. La « Sainte Trinité » de l’hydrogène
1 tolérance zéro vs. CO2
2 efficacité doublée
(combustion froide)
3 réversibilité
C + O2 CO2 + chaleur
2H2 + O2 2H2O + électricité
232. Notre solution élégante : les électrodes 3-D3
Augmentation significative du taux de production H2 moins de cellules
1) augmentation de surface intérieure pour même volume macroscopique ;
2) meilleur transfert de masse pour l’évacuation des gaz ;
Entièrement compatible avec la technologie d'électrolyse actuelle (kW) :
a) même matériau électro-catalytique d'électrode (alliages de Ni) ;
b) même géométrie de cellule
(en remplaçant un stack d’électrodes 2-D par des plaques 3-D) ;
233. Project « WallonHY »
• « Power-to-H2: une feuille de route technologique et socio-
économique pour la réalisation d'un premier (site)
démonstrateur en Wallonie » ;
• Partenaires (2016-2019, 800k€) :
• Délivrables:
électrolyseur pilote avec électrodes 3-D ;
cartographie et feuille de route pour l’H2 en RW ( 2020) ;
intégration dans des réseaux de mobilité UE ;
239. La mobilité H2
1) infrastructure de recharge
(Hydrogen Refueling Stations ou HRS)
2) véhicules à H2
20
50 bus à H2 permettront environ la même
réduction en CO2 que 1000 voitures à H2
240. 0
50
100
150
200
0
100
200
0 20 40 60 80 100
H
2
bus (22 kg/day)
H
2
car (0.7 kg/day)
H
2
consumption(kg/day)
H
2
production(kg/day)
Number of H
2
vehicles (car or bus)
1 MW 5 H2 busses
0
50
100
150
200
0 200 400 600 800 1000
0
20
40
60
80
100
H
2
output[kg/day]
#Cells
Power Input [kW]
1 MW 120 kg H2/day
@ 33% capacity
1 bus à H2 consomme 80,000€ d’H2 par an
une station de rechargement s’autofinance !
La mobilité H2 et ses besoin en H2 verte
241. Projet démo bus à H2 « P2H2mobility » (2017-2020)
• 20 (2x 10) bus à H2 ;
• un électrolyseur de 2 MW ;
http://www.fch.europa.eu/publications/fuel-cell-electric-
buses-potential-sustainable-public-transport-europe
200k Euro from FCH JU
242. Air Liquide 1st Public Hydrogen station in
Belgium as from 22-04-2016
Journée d’Etudes Hydrogène _H2 Net
Namur, 01-12-2016 l Christian Nachtergaele l
243. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20162 Air Liquide Benelux Industries
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Energy transition wave according to Hefner (2007)%totatmarket
100%
Wood
Petrol
Past Present Future
Solids
Liquids
Gas
19501900 2050
Renewable gases: An energy transition
Energy transition wave according to Hefner (2007)
244. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20163 Air Liquide Benelux Industries
This document is PUBLICThis document is PUBLIC
2. Hydrogen : a world of applications
245. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20164 Air Liquide Benelux Industries
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Air Liquide: 40 years of global investment in Hydrogen
4
> 46 large H2/CO plants
> 14 bn m3/yr
> H2 pipeline Eur: 1245 km
> H2 pipeline WW: 2000 km
> 2 bn € sales
Distribution
Production
Applications
246. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20165 Air Liquide Benelux Industries
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Hydrogen, a core expertise of Air Liquide Group…
Glass
80 to 500 m3/h
H2 Ultra pure <1ppb
50 to 500 m3/h
Ariane 5
28 t/launch
Fuel cell vehicle
1 kg for 100 km
Heat Treatment
10 m3/h (batch)
1000 m3/h (continuous)
Chemicals ex: 0,067 t/ton Anilin
Petroleum refining
(desulfuration & hydrocracking)
10-100 km3/h
247. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20166 Air Liquide Benelux Industries
This document is PUBLICThis document is PUBLIC
3. Why we believe in Hydrogen
248. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20167 Air Liquide Benelux Industries
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Hydrogen delivers clean transportation solutions
INVESTMENT
Hydrogen is everlasting and is the most abundant element in universe
H2 produces zero emissions, just water
Out performs electric battery solutions
Natural Gas /
Biogas
Renewable
energies
Reformer
Electrolyser
H2 stations
for
Hydrogen
Electric
Vehicles
249. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20168 Air Liquide Benelux Industries
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Hydrogen out performs all alternatives
Source : Mc Kinsey, 2011, EU Powertrain Report
PETROL HYDROGEN
HYDROGENELECTRICAL
ZERO
ZERO
120 g/km
150 g/km
180 g/km
Vehicle
Well to wheel
With Hybrid
EMISSIONS
AUTONOMY
CONVENIENCE
100 > 300 km 500 > 700 km
Recharging
30 min < 8 hours
Refueling
3 < 5 min
With Green H2
250. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-20169 Air Liquide Benelux Industries
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4. Air Liquide’s Hydrogen strategy
to 2020
251. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201610 Air Liquide Benelux Industries
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Our ambition: leadership in H2 Mobility
• Lead activation of H2 Energy Markets
in particular H2 Mobility
• Be a major Mobility player
Maintain leadership across the full value chain
from H2 production to delivery at the pump
TECHNOLOGY INVESTMENT
CUSTOMER
EXPERIENCE
252. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201611 Air Liquide Benelux Industries
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Technology leveraged at every step in the chain
Efficient
Sustainable
Safe
Reliable
Competitive
Technology
covering the whole
Hydrogen Energy
value chain
253. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201612 Air Liquide Benelux Industries
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12
Pioneering innovative H2 mobility projects worldwide
75 Hydrogen Stations worldwide
254. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-2016 Air Liquide Benelux Industries
Good collaboration with strong partners from the start ...
13
H2 Station ZAVENTEM
255. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-2016 Air Liquide Benelux Industries
Opening Public AL H2 station in Zaventem on 22-04-2016
14
The first public
H2 station in Belgium
256. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-2016 Air Liquide Benelux Industries
Air Liquide Blue hydrogen certificates
15
■ Hydrogen from chloralkali electrolysis with
renewable electricity in Zaventem (BE) –
certified by Vincotte
■ Hydrogen from bio-
methane in Dormagen
(DE) – certified by TÜV
■ Hydrogen from SMR + CCS in Port-Jérôme
(FR) – to be certified by E&Y
257. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201616 Air Liquide Benelux Industries
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5. What are the next steps?
258. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201617 Air Liquide Benelux Industries
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Sustainable mobility is within our grasp
Transition evolving
at unprecedented
pace
• Car
electrification
(hybrids, battery
electric, FCV, e.g.
Prius, Mirai…)
• New mobility
models (Uber, car
sharing…)
• Autonomous
vehicles
259. World leader in gases, technologies and services for Industry and Health01-12-201618 Air Liquide Benelux Industries
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H2 mobility in Belgium : next steps
NIP: 25 H2 stations in Belgium by 2020
20 in Flanders and 5 in Wallonie
2020
25 HRS
1.000 FCEV
2025
75 HRS
7.500 FCEV
2030
150 HRS
30.000 FCEV
Create market conditions:
> vehicles (cars, taxis, buses, …)
> tax incentives, subsidies, modalities
261. POWER TO GAS,
LA FEUILLE DE ROUTE DE LA RÉGION FLAMANDE
Isabel François
Project Manager WaterstofNet
Coordinator Power to Gas Cluster
262. WATERSTOFNET
• Association sans but lucratif,
fondée en 2009
• Active en Flandre et au Sud des Pays-Bas
• Développement et réalisation de
projects d’ hydrogène énergie (transport
sans émissions et stockage d’énergie)
• Faciliter la coopération entre industriels,
autorités gouvernementales et instituts
de Recherches
• Domicilié à Turnhout (B)
263. 3
PROJETS
c
c
H2 dans un réseau
intelligent
Stratégie H2 pour l’
Europe N-Ouest
14 autobus dans 4
villes Europeénnes
Station d’ hydrogène
Halle Station d’ hydrogène
Helmond (NL)
Barquette Véhicule de collecte
des ordures
Feuille de route
infrastructure d’
hydrogène
Hyundai ix35
utilisé par
WaterstofNet
Feuille de route
Etude de
faisabilité
29 stations d’
hydrogène et
325 voitures en
Europe
Démonstration de 2
véhicules de collecte
des ordures dans 10
villes européennes
29 autobus dans 5
villes Europeénnes
2 autobus à
Eindhoven
Réseau d’
enterpresises
Flamandes
Analyse des aspects
de
législation/barrières
264. 4
REALISATIONS WATERSTOFREGIO 1.0:
Station service à Helmond (NL)
350-700 bar
Application: voitures, bus
Station service au centre de distribution Colruyt Halle
350 bar
Application: transpalettes à piles a combustible
265. 5
REALISATIONS WATERSTOFREGIO 1.0:
Pile à combustible (Solvay) 1MW
Transforme l'hydrogène (H2) coproduite par l'usine de
Solvay (chlore) en électricité.
Véhicules de collecte d’ordures
Batterie Li-ion de 144 kWh
Pile a combustible 32 kW (Range extender)
Rayon d’action 360 km
266. 6
PROJETS ACTUELS
WaterstofRegio 2.0
Partners
Cofinanced by:
e.a.
• 2 stations d’ hydrogène
– à Wilrijk/Antwerpen, incinération des déchets
– à Breda (NL), électricité solaire
• Élaboration de la station Colruyt/Halle pour le
ravitaillement à l’ intérieur
• Station mobile à 350 bar pour faire des démonstrations
• Démonstration de 75 transpalettes chez Colruyt
• Développement et démonstration d’un camion de 40
tonnes roulant à l’ hydrogène.
Cluster “Platform power to gas”
268. 8
CONTENU DE L’ ETUDE
• Analyse de l’ état actuel (2015) et futur (2030-2050) du PtG en Flandre (technologie,
économie, cadre juridique, opportunités de marché)
• Étude de business case PtG et identification des premiers marchés
• Une feuille de route qui servira de fondation pour les actions du cluster Power-to-Gas en
Flandre
Electricité Hydrogène
Mobilité voitures, bus
Injection dans le réseau gazier
Conversion en carburant liquide (methanol)
Conversion en électricité (pile à combustible)
Matière de base pour l’ industrie
269. 9
LES ELEMENTS ESSENTIELS DU MODELE ÉCONOMIQUE
• Prix des matières premières: Prix de l'électricité, frais de transport et distribution,
taxes
• Équipement (CAPEX / OPEX ) L'électrolyseur (y compris le remplacement du cell
stack), le stockage et la compression H2, les stations de
ravitaillement, les piles à combustible ...
• Etapes supplémentaires du procédé: Caractéristiques et coût de la méthanation,
méthanolisation
• Services auxiliaires R1, R2, R3
• Avantages sociétaux: Coût du CO2 évité 2015-2030-2050
500kW → 100MW electrolyse
270. 10
RESULTATS – COUT DE L’HYDROGÈNE INDUSTRIEL PRODUIT
À PARTIR D’ELECTROLYSE À GRANDE ÉCHELLE (~100 MW)
271. 11
RESULTATS – COUT DE L’HYDROGÈNE INDUSTRIEL PRODUIT
À PARTIR D’ELECTROLYSE À GRANDE ÉCHELLE (~100 MW)
0,56
0,26
0,41
2,38
0,40
0,03 -
4,05
0,03 0,20
0,49
-
3,33
0,51
2,82
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
€/kgH2
LC 2015 - PtIndustry Large (full load)
Waterfall graph 2015 (Power-to-Industry - large scale - at full load operation)
272. 12
LES DIFFERENT VALORISATION DE L’HYDROGÈNE
RESULTATS
Mobilité voitures, bus: Cas économique le plus prometteur
Moment politique en Europe (transport émission zéro )
Injection dans le réseau gazier: Grand capacité de stockage
A court terme: injection H2 (coût ≈ biométhane)
A long terme: methanation, coût plus élevé mais pas de limite
de volume
Conversion en methanol: Intéressant pour la substitution partielle de Diesel / Essence
(Cf. bio-diesel ou bio-éthanol aujourd'hui)
Matière de base pour l’ industrie: Cas économique positif déjà pour les applications à petite
échelle (comparé au H2 fourni par camion)
Conversion en électricité : Cas le plus complexe (uniquement pour stockage longue durée)
273. 13
P2G ROADMAP FOR FLANDERS
CONCLUSIONS
• Power-to-Gas peut clairement contribuer aux objectifs d’une Europe décarbonée
• La Belgique et la Flandre disposent d’ acteurs importants qui couvrent toute la chaîne de
valeur du « Power-to-Gas ».
La coopération est essentielle.
• Les objectifs d’une Europe décarbonée vont créer des changements fondamentaux dans le
marché de l’ energie (prix CO2, demande de transport à émission zéro….)
=> impact important sur les analyses de rentabilité
• Un cadre réglementaire est nécessaire, e.a. des systèmes de soutiens et de tarifications pour
stimuler des investissements dans le H2 et le PtG.
275. 15
OBJECTIFS DU CLUSTER “POWER-TO-GAS”
PROJETS de PILOTAGE
Du Power-to-Gas
Communication avec
les décideurs politiques
concernant la stratégie
énergie
Accès au subventions
européennes
276. 16
GROUPE-CIBLE DU CLUSTER “POWER-TO-GAS”
Production
énergie
renouvelable
Electrolyse
Compression,
stockage
transport
Opérateurs
de réseau
Intégrateurs
de système
Utilisateurs d’
hydrogène
277. 17
EQUIPES DE PROJET: 6 THÈMES
Power to Mobility
Stations de H2 /véhicules
Power to Gas
H2 → réseau gazier
Power to Fuel
H2 + CO2 → methanol
H2 en applications maritimes
H2 ou methanol pour navires
Eolien Off-shore
Stockage à grande échelle
Certification
H2, gaz, methanol “vert”
278. 18
NOS AMBITIONS
Pour la periode 9/2016 → 9/2019
• Au moins 3 projets pilotes en Flandre
réalisés ou encore en cours
avec > 15 entreprises concernées
• Au moins 10 nouveaux membres dans le cluster
• Plus de visibilité pour le potentiel de
l’ hydrogène en Flandre-Belgique-Europe
279. 19
FONCTIONNEMENT
• Le cluster est ouvert aux nouveaux membres,
• ayant des activités importants en Flandre
• étant prêts à participer aux projects d’ hydrogène
• La contribution des membres est de 5000 € / an
Le gouvernement FL ajoute le même montant
• www.power-to-gas.be
281. Cluster Technology of
Wallonia Energy,
Environment and
sustainable Development
Vers une feuille de route pour les futurs
producteurs et utilisateurs d’H2
en WallonHY
01 décembre 2016
283. Phase 1 - Analyse
L’hydrogène et
ses applications
Technologies H2
Cartographie des
acteurs wallons
Législation &
Réglementations
3
284. Phase 1 - Analyse
L’hydrogène et
ses applications
Technologies H2
Cartographie des
acteurs wallons
Législation &
Réglementations
4
Découverte de l’hydrogène et de ses applications afin de
répondre aux questions suivantes:
• À quels besoins l’H2 répond-il?
• Quels sont les utilisateurs potentiels de l’H2?
• Quel est l’apport de l’H2 par rapport à ses concurrents?
• Quelles sont les améliorations éventuelles à y apporter?
Grandeurs physiques et valeurs clés à retenir:
L’objectif est de se faire une idée de la position occupée par l’H2 en
comparaison aux vecteurs énergétiques concurrents.
285. Phase 1 - Analyse
L’hydrogène et
ses applications
Technologies H2
Cartographie des
acteurs wallons
Législation &
Réglementations
5
De la production à la valorisation en passant par le stockage:
• Dresser un état de l’art comparatif des technologies disponibles et
existantes dans la filière « H2 »
• Fournir des éléments technico-économiques types de solutions
hydrogènes pour un ou plusieurs projets
• Etablir les avantages et les inconvénients des différentes
technologies
• Lister les acteurs internationaux de référence
286. Phase 1 - Analyse
L’hydrogène et
ses applications
Technologies H2
Cartographie des
acteurs wallons
Législation &
Réglementations
6
Identifier les acteurs ayant des compétences intégrables à la
chaîne de valeur « H2 »:
• Cartographie des acteurs wallons (entreprises, centres R&D,
acteurs de formation, etc.) impliqués ou non dans le secteur, qui
possèdent des compétences intégrables dans la chaine de valeur
(équipementiers, acteurs technologiques, etc.)
Positionner le savoir-faire wallon (et bruxellois) par rapport aux
besoins du secteur:
• À partir du « process flow », définir les métiers à haute valeur
ajoutée et les défis en matière d'innovation technologique de la
filière H2
• Diagnostiquer les forces/faiblesses et les opportunités/menaces de
la filière H2 dans le cadre des objectifs 2020 de production
d’énergie renouvelable en Wallonie
287. Phase 1 - Analyse
L’hydrogène et
ses applications
Technologies H2
Cartographie des
acteurs wallons
Législation &
Réglementations
7
Décrire précisément le cadre réglementaire et normatif
applicable pour la réalisation d’un projet « H2 »:
• Pour le « process flow » de l’hydrogène
• Pour les véhicules
Identifier les difficultés et obstacles éventuels à prendre en
compte dans la réalisation d’un projet « H2 »
Etudier les approches des pays limitrophes afin d’effectuer des
recommandations en vue d’améliorer le cadre réglementaire
existant.
288. Phase 2 - Mise en place
Equilibre
économique
Scénarii de
déploiement
Promotion de la
filière
hydrogène
wallonne
8
289. Phase 2 - Mise en place
Equilibre
économique
Scénarii de
déploiement
Promotion de la
filière
hydrogène
wallonne
9
Elaborer un modèle économique simple permettant de faire ressortir les
bons ordres de grandeur pour la mise en place de projets « H2 »
• Exemple pour la mobilité: Détails des informations concernant l’équilibre
économique:
• D’une station de remplissage hydrogène alimentée en H2 de différentes
façons
• Le coût total de possession d’un véhicule hydrogène (voiture, bus,
autre)
Proposer un aperçu des modes possibles de montage de projet,
impliquant les collectivités territoriales et/ou les entreprises privées:
• Exemple pour la mobilité: Modes de financement et d’exploitation possibles
pour:
• Les stations
• Les flottes captives de véhicules (dont bus)
290. Phase 2 - Mise en place
Equilibre
économique
Scénarii de
déploiement
Promotion de la
filière
hydrogène
wallonne
10
Proposer des « débouchés hydrogène » qui font du sens pour la
Région wallonne:
• Exemple pour la mobilité:
• Sélection de régions clés pour l’H2 en Wallonie
• Scénario de déploiement de stations en fonction des
spécificités techniques et économiques de ces régions.
Proposer une stratégie pour lancer le déploiement de la filière
hydrogène:
• Exemple pour la mobilité: Quels sont les étapes à mettre en œuvre
pour faciliter le déploiement de la filière du transport à
l’hydrogène?
291. Phase 2 - Mise en place
Equilibre
économique
Scénarii de
déploiement
Promotion de la
filière
hydrogène
wallonne
11
Informer sur la filière hydrogène via la diffusion du livre blanc et des
recommandations issues du projet WallonHY:
• Les décideurs politiques
• Le grand public & les professionnels de la filière
• Les médias
Développer un site internet dédié à l’hydrogène et mettre en place une
animation des réseaux sociaux
Promouvoir les compétences wallonnes lors d’évènements nationaux et
internationaux
• Organiser un événement de clôture du projet
• Maintenir l’animation des groupes de travail thématiques réunissant les
acteurs de la filière identifiés
Mettre en exergue les travaux réalisés sur le site démonstrateur de
l’UCL: Visite des laboratoires et du pilote d’électrolyse
292. Cluster Technology of
Wallonia Energy,
Environment and
sustainable Development 12
Vos contacts:
TWEED Asbl
Rue Natalis 2 – 4020 Liège – Belgium
www.clustertweed.be
Cédric Brüll
Directeur
cbrull@clustertweed.be
+32(0)4.242.47.61
Olivier Ulrici
Ingénieur projets
oulrici@clustertweed.be
+32(0)4.242.47.60
Vous êtes actif dans la filière hydrogène?
Vous souhaiteriez le devenir?
Faites le nous savoir!
293. COPYRIGHT: HINICIO & LBST
Proposition de
modèle économique
pour
l’approvisionnement
d’un territoire en
hydrogène
décarboné
5 T h O c t o b r e 2 0 1 6
294. • Company presentation
• Introduction to Hydrogen
• A business case for Power to Hydrogen
storage at regional (DSO connected) level
to decarbonize transport
• Q&A
Agenda
295. ENERGY
EFFICIENCY
HINICIO in a nutshell
STRATEGY CONSULTANTS
IN SUSTAINABLE ENERGY
AND TRANSPORT
Multidisciplinary
approach and team:
Technology
Market/economics
Policy and regulation
3 offices:
Brussels (HQ)
Paris
Bogota
Clients in more than 15
countries in Europe,
Latin America and Asia
RENEWABLE ENERGY
HYDROGEN AND
FUEL CELLS
ENERGY STORAGE ELECTRO-MOBILITY
3
296. 4
They trust us: Clients
PRIVATE SECTOR
• International
companies
• Startups
• Investors
• Industrial
associations
PUBLIC SECTOR
• International
organisations
• European
institutions
• Governments
• Public bodies
297. 5
A short overview of references
Coordination for the elaboration of the French
hydrogen and fuel cells roadmap
Definition of a strategic plan for the development the
hydrogen and fuel cell sector for the Region of
Rhône-Alpes
Definition of a regional roadmap for the
development of hydrogen as an energy carrier with
potential to address climate change.
Definition of a hydrogen roadmap in the Midi-
Pyrénées Region and strategic support in view of the
structuring of a dedicated technology platform
Hydrogen mobilty pilot project in the region of La
Manche
298. 6
A short overview of references
Grid impact analysis and assessment for increased
penetration of renewable energy into the
Jamaican Electricity Grid.
Developing a European wide Guarantee of Origin
scheme for green hydrogen
Techno-economic and business case analysis for
the use of hydrogen as a medium of storage for
the distribution grid
Early business cases for H2 in Energy Storage and
more broadly Power to H2 applications
299. 11
Revenue Streams within Power to Gas
Projects
Primary revenues
Industrial Mobility
Additional revenues
Gas Grid
Injection Balancing
Grid
Services
303. 15
Main components of a semi-centralised
Power-to-Gas system
Consolidated
Business Case
Production
1 MW
Conditioning Storage and
transport
Distribution
CAPEX
H2 cost
€/kg
OPEX
Revenues
H2 production &
conditioning
kgH2
€/kgH2
M€ M€ M€
k€/yr k€/yr k€/yr
€/kgH2 €/kgH2 €/kgH2
- - k€/yr
X
X
X
X
Image: Hinicio
304. System operation
• Production
• Conditioning
• Storage
• Logistics
• HRS
Economics and finance
• CAPEX
• OPEX
• Revenues
• Cash flow
• IRR, NPV
• P&L
System sizing optimum
• Production
• Conditioning
• Storage
• Logistics
• HRS
H2BCase
by
16
H2BCase by HINICIO: Dimensioning, optimizing
and simulating your hydrogen supply chain
Techno-economic database of
hydrogen technologies
• Production
• Conditioning
• Storage
• Logistics
• HRS
• Vehicles
Energy markets
• Electricity spot price
• Balancing market
• Capacity market
• Natural gas market
• Carbon tax
Local data
• H2 Demand
• Gas grid
• Electricity grid
• Road access
• Distances
All configurations
• centralised
• Semi-centralised
• On-site
Images: Hinicio H2BCase model
305. 17
14 scenarios assessed: France Vs Germany,
2015 Vs 2030
Table: Hinicio
1
(Ref)
Country France
Year of
electrolyser
commissioning
2015 2020 2030 2030 2030
100/325
(50+50 /
140+185)
France Germ. Germ.
26% of
wind el.
Cost
100%
of
wind
el.
cost
17%
of
wind
el.
Cost
100%
of
wind
el.
cost
2014 2014 2030 France
Franc
e
Ger
m.
Franc
e
Grid charge
France
2015
Electr.-int.
0.5
H2 injection
(€/MWh)
Electrolyser
capex
(M €/ MW)
Electrolyser
efficiency/stack
lifetime
66%/4y 75%/10y
75%/
10y
75%/1
0y
Public subsidy
on investment
costs
25%
0,55
200/6
50
13 14
55,8
12Scenario Nbr 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Germany
Initial/Final H2
Mobility
demand (kg/d)
100/163
(50+50/(
70+93)
Electricity price
duration curve
or cost
Germ.
2020
No H2
mobilit
y sales
100/16
3
Germany 2015 rates
CSPE (€/MWh)
90 (FIT) 55,8
No
inject.
No
inject
19.5
55,8
1,9 0,55 0,55
306. 18
Scenario 1 - Reference - Assumptions
• H2Mobility market consumes 1/3 of electrolyser
capacity in year 1 (1MW electrolyser – 100
kg/day – 100 FCEV/REX or 4 busses) and
increases to full electrolyser capacity in year 10.
• Electrolyser plant considered to be benefiting
from “electro intensif” regime (low grid / tax
fees).
• Available capacity permitting, H2 is produced
for injection into the Gas Grid when marginal
costs of H2 production are lower than Feed-In-
Tariff (assuming €90/ MWh) to achieve increase
revenue streams during market take-off phase of
FCEV.
• No charges applied to the electricity consumed
for producing the hydrogen injected into the gas
gridTable: Hinicio
307. Representation of results per Scenario (1)
Revenues:
1. H2Mobility: €8 / kg @ 200
bar @ HRS
2. H2 injected @FIT:
€90/MWh
3. Primary reserve:
€18/MW/h
Figure: Hinicio, H2BCase Model 19
Source:Hinicio2016
308. Representation of Results per Scenario (2)
Variable Costs:
1. H2Mobility: variable
Electricity costs & water
costs
2. H2Mobility: variable cost of
trailer transport (€1/km and
€45/hr)
3. Injection: variable electricity
costs & water costs
Figure: Hinicio, H2BCase Model 20
Source:Hinicio2016
309. Representation of results per Scenario (3)
Fixed Costs:
1. H2 Mobility: electrolyser
O&M (3% +3% of CAPEX) &
Fixed part of Grid fee &
Trailer & Storage @ HRS O&M
2. Injection: Electrolyser O&M
(3% +3% of CAPEX) & Fixed
part of Grid fee
3. Depreciation of Electrolyser
+ Stack Replacement +
Compressor & Injection Skid
4. Depreciations of Trailer &
Storage @ HRS
Figure: Hinicio, H2BCase Model 21
Source:Hinicio2016
310. 22
Scenario 1 - Reference - Results
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024
k€/y
Year
1 MW semi-central Power-to-H2 system - Revenues and Costs
(CAPEX depreciated)
Log. annualized capex
Prod annualized capex
Injection fixed costs
Market fixed costs
Injection var.cost
Market var. log. costs
Market var. prod.cost
H2 GoO's
Grid services
Injection sales
Market sales
IRR = 0% (10y)
Payback = 10
years
Injection into the Gas Grid and System Services complements revenue
streams during “valley of death” of FCEV market.
Its contribution to margin decreases as hydrogen mobility market takes
off.
Figure: Hinicio, H2BCase Model
Source:Hinicio2016
311. France 2015 – Higher H2 Mobility demand
from year 1
Table:Hinicio
23
IRR = 3%
Payback = 9 years
• H2Mobility market consumes 1/2 and 2/3 (instead of 1/3
base scenario) of electrolyser capacity in year 1 (1MW
electrolyser – 165 and 216 kg/day – 165/216 FCEV/REX or
6/8 busses) and increases to full electrolyser capacity in
year 10.
IRR = 6%
Payback = 8 years
Demand year 1: 165
kg/d
Demand year 1: 216
kg/d
312. France 2015 - With public subsidies (14)
+ Public subsidy of 26% of CAPEX
Table:Hinicio
24
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024
k€/y
Year
1 MW semi-central Power-to-H2 system - Revenues and
Costs (CAPEX depreciated)
Log. annualized capex
Prod annualized capex
Injection fixed costs
Market fixed costs
Injection var.cost
Market var. log. costs
Market var. prod.cost
H2 GoO's
Grid services
Injection sales
Market sales
IRR = 7%
Payback = 7 years
313. France 2030 - Assumptions
• Electrolyser technology costs of
2030
• Securing 2/3 of maximum
electrolyser capacity from the start
• Upfront purchase of the
production of renewable
generation capacity at projected
full cost (Eur 60 / MWh, cfr ADEME
projections)
• Caloric Value of H2 ~ Natural Gas
(37.8 €/MWh cfr: IEA, nouveau mix
2030) + Carbon tax of 90€/t CO2
Table: Hinicio 25
13
2030
200/325
wind el.
cost
France
55.8
0.55
75%/
10y