N°157 : La pile à combustible est-elle la solution de micro-cogénération la plus aboutie en termes d’efficience énergétique ?

Après plusieurs dizaines d’années de recherche et développement, suivi de divers expérimentations réalisées tant en laboratoire que sur des projets réels, la pile à combustible arrive sur le marché français. Les projets ene.field et EPILOG ont permis de valider la maturité technique de cette solution qui présente nombre d’externalités positives notamment vis-à-vis du réseau électrique (production d’électricité quasi continue et prévisible en période de chauffe, réduction du besoin de renforcement des réseaux électriques impact positif sur le bilan carbone de la production d’électricité).

Son principe de fonctionnement est le suivant : un générateur convertit directement et simultanément une énergie chimique en énergies électrique et thermique, sans pièce en mouvement, au sein du cœur de pile. La réaction électrochimique qui produit au sein du cœur de pile met en jeu, sans les mélanger, du dihydrogène et de l’oxygène présent dans l’air. Une étape préalable à cette réaction est nécessaire afin de transformer le gaz naturel en dihydrogène (étape de reformage).

Le caractère différenciant de la pile à combustible vient de son processus de conversion de l’énergie. Cette conversion fait appel à une réaction électrochimique qui permet une transformation directe du gaz naturel en électricité (sans conversion en énergie mécanique comme pour les technologies de cogénération par moteur). Ce processus présente l’avantage d’éliminer toute les pertes intermédiaires et améliore le rendement énergétique global de la production d’électricité et de chaleur.

Le rendement électrique des piles à combustible est compris entre 35 et 60%, pour un rendement global avoisinant les 90%. La pile à combustible présente un rendement électrique moyen plus de deux fois supérieure à celui d’une technologie à moteur Stirling. Son rendement sur énergie primaire est de l’ordre de 140 % en comparaison à une production séparée de chaleur et d’électricité assurée par une chaudière à condensation, et par une centrale à cycle combiné (CCGT).

De par ces caractéristiques, cette technologie est particulièrement adaptée aux maisons individuelles existantes rénovées qui présentent d’un côté, une demande importante électricité en et de l’autre, des consommations de chauffage et d’eau chaude sanitaire maitrisées.

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