Moteurs à combustion interne 4 ième partie Machines à flux continu.
L’hydrogène dans les moteurs à combustion interne · à combustion interne Patrick Schnell...
-
Upload
nguyenminh -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
Transcript of L’hydrogène dans les moteurs à combustion interne · à combustion interne Patrick Schnell...
L’hydrogène dans les moteurs à combustion interne
Patrick Schnell
Directeur Développement durable / Nouvelles énergies, Total
L´hydrogène dans les moteursà combustion
Patrick SchnellResponsable Nouvelles Énergies / Développement DurableTOTAL Deutschland GmbH
Lille, 24.9.2007
2
HyFLEET:CUTE
Projet européen du 6 éme PCRD de la commission européenne
31 partenaires représentant 12 pays européens
Budget total 40 Mio € / Subvention de l’UE 19,7 Mio €
Budget total Berlin: 17 Mio € / Subvention de l’UE 7,2 Mio €
Début du projet: Janvier 2006
Durée: 44 mois
3
HyFLEET:CUTEBerlin:
Opération de la station hydrogène TOTAL Installation du reformeur, du compresseur ionique, ainsi que de deux piles à combustibles
Conception et opération de 14 bus H2 ICE de MAN
Études de l’Université Technique de Berlin Analyse scientifique des piles à combustibles Analyse de l’usage de Bio-DME Analyse de la capture CO2 Étude public sur l´acceptabilité de l’hydrogène en tant que carburant
Développement d’un système de sécurité pour les stations hydrogènes
Ancien programme CUTE:Opération des bus pile à combustible de DC dans 7 villes européennes ainsiqu’à Pékin et PerthConception d’un bus hybride pile à combustible de nouvelle génération parDC
4
La station hydrogène de Berlin, Heerstraße
5
La station service de Berlin, Heerstraße
Piles à combustibles
Zone hydrogène
Stationconventionnelle
6
La station hydrogène de Berlin, Heerstraße
Compresseur
Reformeur GPL
ÉvaporateurRéservoir LH2
Pompe cryogénique
Pompes à hydrogène publique(LH2 + GH2)
Pompes à hydrogène pour laBVG
(LH2 + GH2)Réservoir GH2
7
Les technologies (1)
LH2Approvisionnement par Linde,Stockage dans un réservoircryogénique (max. 1,3 t)
Deux pompes à LH2 – une sur le sitepublic et une sur le site privé de laBVGProduction sur site d´hydrogènegazeux via l´évaporisation de LH2
GH2Deux pompes à GH2 – une sur le sitepublic et une sur le site de la BVGCompresseur GH2 jusqu`à 450 bar(240 Nm³/h)
8
Les technologies (2)
Installation d’un reformeur GPL (Juin 06) Production sur site de l’hydrogène gazeux (100
Nm³/h H2) Coopération avec Linde
Installation de deux piles à combustibles(Mars 06) Production de chaleur et d’électricité pour le
bâtiment de la station Coopération avec Vattenfall Europe Berlin et
l’Université Technique de Berlin
Installation d’un compresseur ionique(Automne 07) Permet la compression jusqu’à 450 bar Débit de 540 Nm³/ h
9
Green Goal
TOTAL était partenaire de l’initiative Green Goal de la FIFA
Pour la première fois déploiement de bus H2 pendant une coupe dumonde
Opération de deux bus pendant la coupe du monde en Allemagne à Berlin Km parcourus: 8533 km Quantité d’hydrogène utilisée: 1169 kg GH2
Les bus hydrogène deHyFLEET:CUTE
11
MAN
Bus avec moteur à combustion (CGH2)
12
DaimlerChrysler
Bus Citaro équipés de piles à combustible (CGH2)
13
DaimlerChryslerPrototype de bus hybride équipé de piles àcombustible
Système PAC•Utilisation de la nouvellegénération de PAC•Installation sur le toît
Reservoir 350 Bar: Reduction du nb de réservoir du fait de l´hybridisation du bus
Système de refroidissement• Reduction de la taille du module du faitde l´hybridisation
14
MAN/ BVG
Opération de 14 bus à Berlin Juin 06: 2 bus de 150 kW ICE Octobre 06: 2 bus supplémentaires de 150 kW ICE Fin 2007: 9 bus supplémentaires se 200 kW ICE Début 2008: 1 bus supplémentaire de 200 kW avec une piles à
combustible comme Auxilliary Power Unit (APU)
15
Performance des bus MAN
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
Jun
06
Jul
06
Aug
06
Sep
06
Oct
06
Nov
06
Dec
06
Jan
07
Feb
07
Mar
07
Apr
07
May
07
Jun
07
Jul
07
mo
ntl
y m
ileag
e [
km
]
A21-4364
A21-4362
A21-4363
A21-4361
2 bus en opération 4 bus en opération
16
Performance bus
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
Jun
06
Jul 06 Aug
06
Sep
06
Oct
06
Nov
06
Dec
06
Jan
07
Feb
07
Mar
07
Apr
07
May
07
Jun
07
Jul 07
tota
l m
ileag
e [
km
]
total mileage
A21-4361
A21-4362
A21-4363
A21-4364
100.000 km
17
Comparaison technologies
Pile à combustible
Aucunes émissions émis parle bus
Bilan CO2W-T =X; T-W = 0
Moteur à combustion
NOx et particules émis par lebus; aucune émission de HCet COBilan CO2W-T = X; T-W = 0
H2 H2pile à combustible
électricitémoteur électrique
moteur à combustion
18
Moteur turbo 200 kW
Concept du moteur• Combustion en mélange pauvre avec utilisation d’un turbo
et refroidissement intermédiaire
• Création du mélange hydrogène - air dans la chambre decombustion via des injecteurs à solénoïde
• Pression d’injection faible (3 à 10 bars)
• Démarrage de l’injection précoce
• Allumage par bougie
• Régulation de la puissance par une vanne papillon et unratio air/carburant variable (Lambda >2)
• Pas de traitement des gaz brûlés
• Pression d’injection faible, pas besoin d’un systèmecoûteux de traitement préalable du combustible
• Pas de retour de flammes possible
• ratios de compression moyen: 11:1
• Puissance spécifique plus grande que Lambda 1, moteur àaspiration naturelle
• Efficacité améliorée
Charger turbo
Refroidissement intermédiaire
injecteur
19
Moteur H2 « H 2876 LUH01 » avec turbo
20
Moteur H2 « H 2876 LUH01 » avec turbo
Les émissions PM, HC, NOx, CO
22
Résultat des émissions du cycle ESC
NOx: <0.13 g/kWh
CO: 0 g/kWh
HC: 0 g/kWh
23
Résultats des émissions du ESC-Cyclepour le moteur H2 « H 2876 UH01 »
ESC: European Stationary Cycle
2,00
0,25
1,50
0,200,13
0,00 0,000,05
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
NOx HC CO PM
Émis
sion
s [g
/kW
h]
EEV H 2876 UH01
Part
icul
es [g
/kW
h]
0,00
0,05
0,10
Les émissions CO2
25
Voies de production de l’hydrogène
26
Émission de CO2 par type de carburant
00 0,03
EtOHEtOH (Wood Residue) (Wood Residue)
FT-FT-Diesel (Wood Residue)Diesel (Wood Residue)
RMERMEEtOHEtOH ( (SugarSugar Beet) Beet)
MeOHMeOH (Wood Residue) (Wood Residue)
CGHCGH22 ((Wood Residue)Wood Residue)
CGHCGH22 (Wind) (Wind) LHLH22 (Wind) (Wind)
LHLH22 (SOT) (SOT)
Gasoline/DieselWithout Taxes
Gasoline/DieselWith Taxes
CMG (Biogas)CMG (Biogas)
Fuel Costs [EUR/km]
CO2-
Equi
vale
nt [g
/km
]
LHLH22 ( (Wood ResidueWood Residue))
FT-FT-Diesel (Short Rotation)Diesel (Short Rotation)
Rape Seed OilRape Seed Oil
CGH2, LH2: FCEthanol, Methanol: FPFC
Diesel, RME, Rape Seed Oil,FT-Diesel: ICE (Diesel)Gasoline, CMG: ICE (Otto cycle)
CGHCGH22 ( (NaturalNatural Gas) Gas)
CNGCNG
Quelle: L-B-Systemtechnik
27
Merci de votre attention!