Annexe 1 : Compilation www sur les blackouts
Les textes ci-après sont une
compilation d’informations de sources diverses, sans prétention à une
quelconque exhaustivité technique, mais destinés uniquement à illustrer le phénomène.
Une
analyse synthétique des dernières pannes électriques classe cinq phénomènes
électromécaniques comme cause possible d’un blackout (Wikipédia):
1. la cascade de surcharges de lignes
de transport et leur déclenchement ;
2. l’écroulement de fréquence ;
3. l’écroulement de tension ;
4. la rupture de synchronisme entre les
groupes de production. ;
5. l’apparition
d’oscillations à basse fréquence entre des parties importantes d’un système
électrique très étendu.
Certains de ces phénomènes,
techniques, peuvent se superposer ou se suivre, rendant la probabilité d’une
occurrence d’un blackout encore plus grande.
Outre
ces causes, inhérentes aux réseaux électriques en totale interdépendance sur le
plan européen, il peut y avoir tout simplement des arrêts de production de
l’électricité suite à des pannes de centrales de production d’électricité
(nucléaires, thermiques ou autres), sinon des problèmes de software ne
permettant plus à ces installations, de haute complexité technique, de
fonctionner correctement. Outre les pannes, l’arrêt de centrales nucléaires
(« Energiewende » en Allemagne) dans nos pays voisins peut mener à
d’autres impasses. D’autres causes de blackouts peuvent être des actes
terroristes sous 2 formes :
1.
la destruction physique d’installations clés,
entraînant une cascade accumulative de causes techniques ;
2.
des interventions de hackers pour intervenir sur
les installations énergétiques, ce débat battant son plein depuis un certain
temps.
Un parmi les schémas possibles montre
les causes possibles de blackouts :
Ci-après une liste de
certaines pannes électriques en Europe et leurs causes, pour illustrer qu’une
petite cause peut avoir des effets importants :
13. Juli
2011
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Stadt und Region Hannover
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Gegen 22:35 Uhr fiel die Stromversorgung in der gesamten Stadt Hannover und in einigen Gemeinden der Region aus,
darunter die Städte Langenhagen und Laatzen. Etwa 650.000 Menschen
waren von dem Stromausfall betroffen. Nach ca. 30 Minuten hatten einzelne
Stadtteile wieder Strom, in anderen dauerte der Stromausfall bis zu 90
Minuten. Als Ursache gaben die Stadtwerke
Hannover den Ausfall eines Blocks im Steinkohlekraftwerk Hannover-Stöcken sowie
einen gleichzeitigen Defekt in einer Netzkupplung im Umspannwerk Mehrum an.[6]
|
30. Januar
2008
|
Karlsruhe
|
Von 17:36
bis teilweise 18:40 fiel im nahezu gesamten Stadtgebiet Karlsruhe der Strom aus. Eine Explosion in einem Trafo am
Rheinhafen löste ein Abschalten zwei weiterer Trafos aus, wodurch knapp 300
000 Karlsruher für über eine Stunde ohne Strom waren.
|
4.
November 2006
|
Europa[4]
|
Um 22:09 Uhr kam es zu einem größeren Stromausfall in Europa. Teile von
Deutschland, Frankreich, Belgien, Italien, Österreich, Spanien waren
teilweise bis zu 120 Minuten ohne Strom, und sogar in Marokko waren die
Auswirkungen spürbar.
Auslöser war die planmäßige zeitweilige Abschaltung einer von E.ON betriebenen 380-kV-Hochspannungsleitung bei Weener am Abend des 4. November 2006 für die Ausschiffung der Norwegian Pearl, eines auf der Meyer Werft in Papenburg gebauten Kreuzfahrtschiffes. |
25.
November 2005
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Münsterland
|
Nach
heftigen Schneefällen ereignete sich im Norden Nordrhein-Westfalens sowie in Teilen Südwest-Niedersachsens einer der größten Stromausfälle in der Geschichte
der Bundesrepublik. Besonders
betroffen war das westliche Münsterland mit den Kreisen Borken, Coesfeld und Steinfurt. Von rund 250.000
betroffenen Menschen waren viele bis zu drei Tage lang völlig ohne Strom,
einzelne Gehöfte und Ortschaftsteile über fünf Tage, bis sie mit
Notstromaggregaten versorgt oder provisorisch wieder an das Stromnetz
angeschlossen werden konnten. Erste Schätzungen der IHK Nord-Westfalen gingen
von einem wirtschaftlichen Schaden von 100 Millionen Euro aus.
Ursache für den Stromausfall waren eingeknickte Strommasten und gerissene oder sehr tiefhängende Hochspannungsleitungen. Der sehr nasse Schnee setzte sich auf den Leitungen außergewöhnlich fest und umhüllte sie mit einem Eispanzer, dessen Durchmesser ein Vielfaches des Durchmessers der Leitungen annahm. Hinzu kam kräftiger Wind, der diese durch die vergrößerte Windangriffsfläche in Schwingungen versetzte. Dem hohen Gewicht des Schnees und den auftretenden Schwingungen hielten viele Masten und Leitungen nicht stand und knickten ein oder rissen. |
22. Juni
2005
|
Schweiz[2]
|
Das
gesamte Eisenbahnnetz der Schweizerischen Bundesbahnen SBB wurde erstmals um 17:35 Uhr durch
eine aufgrund Überlast automatisch abgeschaltete 132-kV-Übertragungsleitung
vollständig lahmgelegt.[3] Zur Überlastung kam es, da von drei Verbindungen
zwischen den Kraftwerken im Alpengebiet und der Zentralschweiz gleichzeitig
zwei wegen Bauarbeiten an der Autobahn A2 außer Betrieb waren. Die Übertragungskapazität der
verbleibenden dritten Leitung wurde durch unrichtige Angaben in der
Anlagendokumentation um 30 MW zu hoch eingeschätzt, so dass die
Schutzgeräte die Leitung abgeschaltet haben, obwohl noch Reservekapazität
angenommen wurde. Das Hochspannungsnetz wurde
dadurch in zwei Teile geteilt: Während sich im Süden die Kraftwerke wegen
fehlender Last abschalteten, fehlten in der restlichen Schweiz rund
200 MW. Auch die beiden Leitungen aus Deutschland konnten die fehlende
Leistung nicht ausgleichen, so dass sich nach und nach die restlichen
Kraftwerke wegen Überlast abschalteten. 200.000 Pendler steckten in rund 1500
Zügen fest und mussten bei hochsommerlichen Temperaturen ohne Klimaanlage
ausharren. Nach drei Stunden konnte die Stromversorgung wiederhergestellt
werden.
Bei der Untersuchung des Vorfalls stellte sich heraus, dass ein Grund für den großflächigen Ausfall ein falsches Leistungsmanagement gewesen ist: Hätte man frühzeitig einige kleinere Bereiche abgeschaltet, hätte man Angebot und Nachfrage eher wieder in Übereinstimmung bringen können, und der ganz große Ausfall hätte vermieden werden können. |
12. Juli
2004
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Athen
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In Athen und Umgebung kam es knapp einen Monat vor den Olympischen Spielen zu einem
stundenlangen Stromausfall.
Die Ursache für den Stromausfall in Athen war ein sogenannter Spannungskollaps. Bei einem Spannungskollaps verringert sich die elektrische Spannung im elektrischen Netz aufgrund zu geringer Blindleistungseinspeisung. Da die Spannungen in untergelagerten Verteilnetzen in der Regel automatisch geregelt werden, entziehen diese mit steigender Belastung dem übergeordneten Verbundnetz Blindleistung, die nicht mehr gedeckt werden kann. Es kommt zum Zusammenbruch der Spannung und damit zur Unterbrechung der Stromversorgung. Im Juli 2004 waren zwar genügend Wirkleistungsreserven vorhanden, aber die Blindleistungskapazitäten waren nicht ausreichend. Grund für diese Entwicklung dürfte die zunehmende elektrische Last durch zunehmende Klimatisierung sein. Kleinklimaanlagen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie einen hohen Bedarf an Blindleistung aufweisen, ein Effekt, der auch den „Blackout“ in den USA im August 2003 begünstigte. |
28.
September 2003
|
Italien[1]
|
In Italien und der Vatikanstadt kam es am 28. September
2003, 3:30 Uhr durch die Unterbrechung zweier Stromleitungen aus Frankreich und der Schweiz nach einem Lichtbogen
zwischen Baum und Leitung an der Lukmanierleitung auf Gebiet der Gemeinde Ingenbohl zu einem Stromausfall. Da es am Wochenende und mitten in der Nacht
geschah, kam es aber zu keinen größeren Zwischenfällen. Die Feier zur Weißen
Nacht – eine Kulturnacht mit Opernaufführungen und Konzerten in Rom – endete ganz plötzlich, als die Lichter überall ausgingen.
|
24.
September 2003
|
Schweden
|
In Südschweden und Dänemark fiel der Strom aus. 3,5
Millionen Menschen hatten stundenlang keinen Strom mehr. Es gab viele Unfälle
infolge ausgefallener Ampelanlagen. Die Eisenbahnen standen still. Telefone
funktionierten nicht mehr. Schuld daran soll ein Unwetter oder
Reparaturarbeiten in dem schwedischen Kernkraftwerk Oskarshamn gewesen
sein.I Dort wird etwa ein Zehntel des schwedischen Stroms produziert.
|
The Independant a publié l’article suivant le 6 novembre 2006 ,
suite à une des pannes les plus importantes en Europe :
One of the worst and most dramatic power failures in three decades plunged
millions of Europeans into darkness over the weekend, halting trains, trapping
dozens in lifts and prompting calls for a central European power authority.
The blackout, which originated in north-western Germany, also struck Paris
and 15 French regions, and its effects were felt in Austria, Belgium, Italy and
Spain. In Germany, around 100 trains were delayed, and in the French capital
firemen responded to 40 calls from those trapped in lifts late on Saturday
night. However, the Eiffel Tower and other monuments remained illuminated, the
metro kept running and there were no reports of injuries.
The power loss came about when Germany's network became overloaded,
probably as a result of a routine shut down of a high-voltage transmission line
under the Ems river to allow a ship to pass by safely.
The fallout from the incident, said to be one of the worst since the 1970s,
left engineers and politicians aghast, and underlined the interdependence of
European countries' electricity grids.
Parts of western Germany, including the Ruhr region, were without power for
half an hour, delaying scores of trains for up to two hours.
In France, five million people were left without electricity, including
many in Paris.
In Italy, while the main effects were concentrated in Piedmont and Liguria
in the north-west, the blackout even touched Puglia, in the country's
south-east.
Belgium was affected, with the cities of Antwerp, Ghent and Liege among the
areas hit. Meanwhile, the Spanish network Red Electrica said parts of Madrid,
Barcelona, Zaragoza and the region of Andalucia suffered power loss too.
Work was under way yesterday to try to identify why such a routine
operation provoked such a massive power failure.
Romano Prodi, the Italian premier, said from his native city of Bologna
that the incident suggested that Europe needed to strengthen its co-ordination
of power supplies. "My first impression is that there is a contradiction
between having European [power] links and not having one European [power]
authority," he said. "We depend on each other with being able to help
each other, without a central authority."
The likely Socialist candidate in France's presidential elections, Ségolène
Royal, also called for the creation of a centralised European electricity
authority. "One of the things at stake in the relaunching of Europe will
be big policy areas like energy," she said.
Energy has become a priority area for EU policy-makers during the past
year. A summit last month in Finland was dominated by discussions with Russia's
President Vladimir Putin on energy security.
The European Commission is investigating the structure of the EU's power
market and whether the Continent's giant firms need to be broken up to
encourage greater competition.
Meanwhile, the inquest into the latest incident has begun. The German power
giant E.On said it had shut down transmission lines in the past without causing
problems, and was investigating why this operation went so badly wrong.
Theo Horstmann, of RWE AG, another German power firm, said the shortage had
caused substations across Europe to shut down automatically to prevent further
damage.
Ci-après un extrait
de la libre Belgique de septembre 2012 concernant le potentiel de blackouts et
les mesures prévues :
Un plan pour éviter le
black-out
V. Van Vyve
Mis en ligne le 21/09/2012
Les journaux Het Laatste Nieuws et
De Morgen révèlent, dans leurs éditions de ce vendredi, le plan
"draconien" mis au point.
Alors que l'hiver se profile, le
gestionnaire de réseau Elia et le ministre en charge de l'Energie Melchior
Wathelet ont convenu d'un plan d'action afin d'éviter un black-out, lui-même
envisagé par la Creg. Le gouvernement a donc voulu balayer d'un revers de main
cette éventualité, malgré la fermeture momentanée des centrales nucléaires de
Doel et de Tihange.
Les journaux Het Laatste Nieuws et
De Morgen révèlent, dans leurs éditions de ce vendredi, le plan
"draconien" mis au point. Les trois étapes le constituant dépendent
de la "gravité" de la situation.
1. Diminuer la consommation
La population sera appelée à
diminuer sa consommation d'énergie entre 18h et 20h, notamment en ne faisant
pas tourner de machine à laver, de séchoir, de lave-vaisselle ou en ne faisant
pas fonctionner le four.
2. Autres restrictions temporaires
Si la première mesure n'est pas
suffisante, le gouvernement imposera d'autres restrictions temporaires pour
diminuer la consommation d'énergie. Mais "la mise en pratique est encore
floue", remarque cependant Het Laatste Nieuws.
3. Les zones rurales en ligne de mir
Dans le pire des cas, Elia pourrait
couper le courant pendant une heure ou deux dans les zones rurales, comme moyen
préventif à une panne générale.
Après la publication des articles
vendredi, le secrétaire d'Etat souligne toutefois que le plan n'a rien de neuf.
Il martèle surtout son assurance que la Belgique ne connaîtra pas de black-out
cet hiver, malgré la mise hors-service de deux réacteurs nucléaires.
En principe, la Belgique est capable de compenser la
fermeture temporaire de Doel et de Tihange avec l'importation d'électricité,
"mais la marge est petite", souligne, dans Het Laatste Nieuws,
Patrick De Leener, l'un des responsables d'Elia.
Wikipédia concernant la panne
électrique en 2003 en Amérique du Nord :
La panne de courant
nord-américaine de 2003 est une immense panne d'électricité qui a gravement touché les
États et provinces du nord-est de l'Amérique du Nord le jeudi 14 août 2003, à 16 h 13.
Son origine provient essentiellement
de l'arrêt de plusieurs centrales électriques les 12 et 13 août, ainsi que la
coupure de plusieurs lignes de 345 kV dans l'Ohio, par négligence de la société FirstEnergy. Par effet de cascade en cette
période de forte consommation, la panne s'étend en quelques heures sur 256
centrales électriques2,3
Chronologie :
1. Une ligne de transport touche des
arbres sous celle-ci dus à la dilatation des câbles causés par la chaleur.
Cette ligne déclenche ;
2. Une première redistribution de la
charge est effectuée sur les lignes alternatives ;
3. Les relais des autres lignes de
distribution ne sont pas équipés de détection d'empiètement de surcharge ;
4. Plusieurs lignes de transport
déclenchent donc en cascade ;
5. Une seconde redistribution de la
charge est effectuée sur les lignes restantes ;
6. Les charges deviennent de plus en
plus élevées sur les lignes restantes ;
7. De plus en plus d'oscillation de
puissance affecte le réseau ;
8. Par la suite, plusieurs relais de
protections de lignes ont déclenché sur des oscillations de puissance ;
9. Phénomène de cascade (écroulement du
réseau).
La liste ci-après montre les pannes d’électricité les plus importantes
à travers le monde :
Rien qu’en 2012, la
liste des blackouts était impressionnante :
2012
·
On
14 January, a 380 kV transformer failure in Bursa Natural Gas Fueled Combined
Cycle PP in Turkey, was accused of voltage deviations in the interconnected
power grid that resulted in a blackout. Additionally, another failure occurred
in 154 kV Babaeski substation caused blackout in Trakia. During the outage 6
cities in the Marmara Region of the country or more than 20 million people were
affected. The power was back in all cities in the evening. The blackout knocked
out metro and tram operation in Istanbul. Also gas heating systems didn't
worked during the blackout. Industrial production was hurt badly too. The
problem resolved by getting electricity from Bulgaria to Trakia and feeding
lines in İstanbul from Ambarlı Natural Gas PP in İstanbul. Ref: Marmara blackout of 2012
·
On
4 April, a blackout hit every city in Cyprus after the Dhekelia power station
failed (with a lack of electric power from 04:42 to 09:20).[100]
·
On
29 June, a line of thunderstorms with hurricane-force winds swept from Iowa to the Mid-Atlantic
coast and knocked out power to more than 3.8 million people in Indiana, Ohio,
West Virginia, Pennsylvania, Maryland, Virginia, Delaware, North Carolina,
Kentucky, and metropolitan Washington, DC.[101]
·
On
30 July, due to a massive breakdown in the northern grid, there was a major power failure which affected seven north Indian states, including Delhi, Punjab,
Haryana, Himachal Pradesh, Uttar Pradesh, Jammu and Kashmir, and Rajasthan.[102]
·
On
31 July, the July 2012 India blackout, which is being called the biggest ever power failure in the world,
leaves half of India without electricity supply. This affected hundreds of
trains, hundreds of thousands of households and other establishments as the
grid that connects generating stations with customers collapsed for the second
time in two days.[103]
·
On
29–30 October, Hurricane
Sandy brought high
winds and coastal flooding to a large portion of the eastern United States,
leaving an estimated 8 million customers without power. The storm, which came
ashore near Atlantic City, New Jersey as a Category 1 hurricane, would ultimately leave scores of homes and
businesses without power in New Jersey (2.7 million), New York (2.2 million),
Pennsylvania (1.2 million), Connecticut (620,000), Massachusetts (400,000),
Maryland (290,000), West Virginia (268,000), Ohio (250,000), and New Hampshire
(210,000). Power outages were also reported in a number of other states,
including Virginia, Maine, Rhode Island, Vermont, and the District of Columbia.[104][105]
Un article montre les incidences du froid en France concernant la
fourniture d’électricité :
Le Monde.fr avec AFP et Reuters | 06.02.2012 à 15h25 • Mis à jour
le 07.02.2012 à 18h19
Le Réseau de transport d'électricité (RTE) prévoit un nouveau record historique de consommation en France, lundi 6 février, avec une demande de puissance estimée de 97 900 mégawatts (MW) à 19 heures (contre 96 710 MW le 15 décembre 2010). Lié à la vague de froid qui s'abat actuellement sur la France, ce nouveau pic s'accompagne d'un risque accru de coupures de courant.
Interrogé sur RTL, le patron d'EDF, Henri Proglio, s'est
pourtant voulu rassurant. Il a garanti que son groupe ferait face en termes de
capacité de production grâce à une forte disponibilité des centrales
nucléaires, couplée à des moyens de production complémentaires (barrages
hydrauliques et centrales thermiques). Par ailleurs, la France recourt
également ponctuellement à des importations de courant, principalement d'Allemagne et de Grande-Bretagne.
LA
GRANDE-BRETAGNE, PREMIER FOURNISSEUR
La
France importera en effet pour la première fois ce lundi plus d'électricité du Royaume-Uni que d'Allemagne en
période de consommation de pointe. L'Allemagne a fermé huit de ses plus anciens
réacteurs nucléaires l'an dernier dans la foulée de la catastrophe de Fukushima
et les grands froids que connaît l'Europe
de l'Est poussent les capacités allemandes à leur maximum.
La
France devrait importer 6 500 MW lundi soir pour alimenter son réseau, déduction faite de ses exportations
vers la Suisse, dont 2 000 MW du
Royaume-Uni et 1 800 MW d'Allemagne. La consommation française d'électricité
est très sensible aux variations de température, 30 % des ménages utilisant
cette source d'énergie pour se chauffer. Cela rend la France moins dépendante du gaz russe
mais plus dépendante des importations d'électricité en provenance des pays
voisins.
M.
Proglio a reconnu que "l'acheminement [d'électricité] pose
problème". Celui-ci est assuré par Réseau de transport
d'électricité (RTE), une filiale d'EDF. "Le réseau de
distribution est vulnérabilisé en matière de capacité en période de très grande
pointe et nous veillons à ce que cette fragilité ne se traduise pas par des
coupures", a expliqué M. Proglio. "Il
y a notamment deux grandes zones en France qui sont en situation de
vulnérabilité, c'est l'Ouest et le Sud-Est, pour des raisons qui tiennent au
fait que ces régions, les habitants de ces régions, refusent assez
systématiquement le renforcement des moyens d'acheminement",
a-t-il déploré.
RÉDUIRE
LA CONSOMMATION
Le
risque de coupure de courant est en effet plus important en Bretagne et en Provence-Alpes-Côte
d'Azur (PACA), car ces deux régions ne produisent qu'une fraction du
courant qu'elles consomment, et les lignes qui les alimentent sont situées en
bout de réseau.
Pour faire face au "réel risque de
coupure électrique sur l'est de la région PACA", les départements
du Var et des Alpes-Maritimes ont été placés en alerte rouge dans le cadre du
dispositif Ecowatt, les clients étant invités à réduire leur consommation
d'électricité entre 18 heures et 20 heures. Le président du RTE s'est félicité
ce matin du relatif succès de la campagne de sensibilisation : au moment des
pics, la consommation a pu être réduite de 3 %.
Du côté
de l'industrie, les initiatives
se multiplient également : la start-up Energy Pool a mis au point une
technologie permettant une baisse de la consommation industrielle en
période de pointe afin que l'électricité épargnée puisse être distribuée au
secteur résidentiel. Ce sont ainsi 20 MW qui ont pu être économisés mercredi et
jeudi et transférés en Bretagne, permettant d'alimenter l'équivalent d'une ville de 20 000 habitants
comme Concarneau.
SÉCURISER
LES RÉSEAUX DE DISTRIBUTION
La
question des défaillances du réseau de distribution préoccupe la Fédération
nationale des collectivités concédantes et régies (FNCCR), qui regroupe près de
cinq cents collectivités locales, et organise les services publics d'énergie. Selon un
rapport de la FNCCR, le temps moyen de coupure par an pour un foyer a été de
deux heures en 2010 , contre seulement soixante-quatre minutes en 2004. La
FNCCR a répertorié géographiquement ces coupures et constate de sérieuses
disparités régionales : les foyers les plus touchés sont ceux du Sud-Ouest, du
Sud-Est et du Centre-Ouest.
"Il
y a trois semaines, cinq mille personnes se sont retrouvées sans électricité,
certaines pendant quarante-huit heures, dans ma circonscription des
Pyrénées-Atlantiques, et ce, pour quelques minutes de vent à 100km/h, ce qui
n'a rien d'exceptionnel, s'indigne, Denise
Saint-Pé, la vice-présidente de la FNCRR. L'accès à l'énergie est un service public qui doit être de
même qualité sur l'ensemble du territoire, EDF et ses filiales doivent tenir
leurs engagements : améliorer et maintenir les réseaux de distribution.(pdf)"
La
fédération, qui dénonce un risque de"fracture
électrique", a formulé des propositions claires. "Il
faut éradiquer les conducteurs nus, qui concernent encore cent vingt mille
kilomètres des lignes les plus anciennes et qui sont sans isolant,
estime Jean-Pierre Hauet, l'auteur du rapport. Il
faut également privilégier le contournement des zones boisées pour minimiser le risque de courts-circuits provoqué
par la chute d'arbres et enfin augmenter significativement le taux
d'enfouissement pour sécuriser les lignes même si ce procédé est onéreux."
PROMOUVOIR
LA BAISSE DE LA CONSOMMATION
Alors augmentation des capacités de
production ou baisse de la consommation ? Pour
Alexandre Vial, PDG d'Enercap, une société de conseil stratégique en
énergie, la politique d'EDF
constitue une efficace synthèse des deux options. Des investissements ont été réalisés au cours des dernières
années en PACA et en Bretagne (PDF), "mais la
consommation d'électricité ne cesse d'augmenter en France. Il n'est pas toujours
judicieux de continuer à investir des sommes
astronomiques alors que le réseau n'est sous pression que lors de conditions
climatiques exceptionnelles, c'est-à-dire quatre ou cinq heures par an. Notre
réseau de distribution reste l'un des meilleurs du monde, il faut continuer à promouvoir la baisse de la consommation."
Annexe 2 : Ovwerview of fuels Cells and Hydrogen
Demonstrator Projects
Overview
of Fuel Cells and Hydrogen
Demonstrator Projects
The Government‐backed Technology Strategy Board has
invested £7 million on behalf of the
Department for Energy and Climate Change (DECC) in 15
hydrogen and fuel cell demonstrator
projects. These innovative technologies will
contribute to meeting UK and EU climate change
targets, whilst providing significant global market
opportunities for British companies. In addition
this demonstrator programme has assisted the efforts
of UK companies towards commercialisation
of these new technologies.
We believe that innovation in hydrogen and fuel cell
technologies has advanced significantly as a
result of this programme and that we have shown this
range of cutting edge technologies can
provide and deliver real solutions in every‐day life.
Outline below are summaries of the major
projects we have supported with an overview of the
progress and outcomes to date.
Arcola Energy
Other partners (White Light limited, BOC Limited)
Project Title: Hydrogen and Fuel Cells in the
Entertainment Industry
In this project Arcola Energy has partnered with
global industrial gas supplier BOC, and White Light, a
leading UK supplier of lighting equipment and services
to the entertainment industry, to develop
HyLight150 ‐ a portable hydrogen fuel‐cell powered LED
lighting system designed specifically for the
performing arts and events industry.
The system includes the new Hymera hydrogen fuel cell
generator from BOC (made for BOC by
Horizon Fuel Cell), two of BOC's new lightweight
compressed hydrogen cylinders, and a choice of low
energy LED lighting systems suitable for
architectural, live event or safety applications. It is a perfect
replacement for diesel generator powered tungsten
lighting, particularly in environmentallysensitive
areas. To ensure reliable operation and provide added
flexibility, HyLight's power control
system allows seamless switching between mains power,
fuel cell power and battery back‐up (1 hr).
HyLight150 has been trialled all over the UK in a wide
range of settings including at the Latitude
outdoor festival, the Science Museum, and Arcola
Theatre. Project partner White Light has recently
confirmed a commercial order for 2 systems which they
will hire out for events.
Project contact: Dr Ben Todd, T: 07974 240612
Intelligent Energy
Other partners (Lotus Engineering, The London Taxi
Company, TRW Conekt)
Project Title: Fuel Cell London Taxi Demonstrator
Programme
Under this project to develop a zero emission Fuel
Cell Black Cab, the consortium has developed and
integrated robust high efficiency, Proton Exchange
Membrane (PEM) fuel cell hybrid powertrains
into LTI TX4 taxis from The London Taxi Company. The
zero emissions black cab is a hydrogen fuel
cell and lithium battery powered hybrid providing a
250 mile driving range and rapid refuelling,
whilst retaining all the passenger and luggage space
of a conventional London taxi. Designed with
taxi drivers in mind, the black cab is capable of a
full day’s operation (8 hours) and can be refuelled
in less than 5 minutes. The taxi also benefits from
zero road tax, an advantage of emitting zero CO2,
and particulates.
With no moving parts in the fuel cell and with
electric motors driving the wheels, ride comfort, noise
and reliability are improved compared with
conventional taxis. Two Fuel Cell Black Cabs are already
on the roads having being awarded Road Legal status by
the UK Vehicle Certification Authority.
Project Contact: James Kennedy, T: 0208 3924091
Diverse Energy
Other partners (Leading Light, Afrox (Linde Gas),
Balton, CPI)
Project Title: Ammonia for Power (A4P)
This project demonstrates the world’s first use of
ammonia as a low‐carbon hydrogen carrier to
power continuously running, distributed fuel cell
power generation products in a major field trial.
The technology, entitled the PowerCube, has been
initially designed to power mobile
telecommunications towers in developing countries and
regions without a reliable electrical grid.
The PowerCube is a turnkey, self‐contained 24/7
base‐load distributed power supply with twin fuel
cell systems. The technology offers a practical low
energy alternative to high polluting diesel
generators with the added advantage of lower fuel and
maintenance costs. This demonstrator
project allowed the production of a number of
prototypes ‐ with one early stage one being installed
in Africa to confirm its suitability for that market.
In addition last year PowerCube completed a
second phase of Motorola trials conducted at Diverse
Energy’s Slinfold facility following which
Motorola approved the PowerCube for deployment at BTS
sites in conjunction with their radio
equipment.
Project Contact: Julie Eldridge. T: 01403 792010
Air Products plc
Other partners (Transport for London, Millbrook
Proving Ground)
Project Title: Relocatable Hydrogen Infrastructure for
Fuelling (RHIFF)
In this project Air Products has led a consortium in
the realisation of the UK’s first relocatable dualpressure
hydrogen fuelling station. The station, which is
situated at Millbrook Proving Ground in
Bedfordshire, is the first in the UK to offer 700 bar
fuelling capability making it an attractive option
for hydrogen vehicle demonstrations and testing. This
also represents a very positive step in the
development of the UK’s hydrogen infrastructure in the
push towards publically viable electric
mobility. The wider benefits of this project include
the automotive OEMs finding the UK an attractive
location to deploy hydrogen vehicles. This clearly
brings benefits to the UK supply chain, an increase
in green jobs, deployment of new hydrogen production
facilities (which in turn would create further
jobs) and the environmental benefits for moving
towards a hydrogen economy. The base location of
the station at the Millbrook Proving Ground has
strategic value as it is the premier vehicle testing
site in the UK and has high visibility to potential
users of the station. Several projects currently exist
which may be limited by the investment required for a
refuelling station. The location at Millbrook
allows suppliers to use the facility to fully test
their vehicles in real‐life conditions and enhance their
development capability. Additionally, relocating the
station to regions within the UK to build up
critical mass on the vehicle side before full
deployment, will enable a broader UK reach for the
technology and will be a significant contributor to
removing barriers to market.
Project Contact: Nicola Long, T: 01932 249532
Intelligent Energy
Other partners (Loughborough University, Suzuki GB)
Project Title: Fuel Cell Hybrid Motorbike Fleet
Demonstration
Intelligent Energy originally developed the ENV fuel
cell motorbike back in 2006 and had already
launched a new series of zero emission bikes. In seeking
to develop this technology and bring it into
the mainstream certification process for motorbikes,
the company is planning a pilot running a small
fleet of three zero emission Suzuki Burgman motorbikes
at Loughborough University campus area.
This will allow the bikes to accumulate road running
experience in all conditions and to produce
reliability and performance statistics – in addition
to checking safety and fuel testing measures. Once
the Loughborough trial is complete and approval for
road use has been obtained, a second fleet
would be planned for London to test and demonstrate
the vehicles on public roads and to
experience traffic conditions and hazards.
Project Contact: James Kennedy, T: 0208 3924091
ITM Power plc
Other partners (University of Southampton, Boddingtons
Technical Plastics, Teer Coatings)
Project Title: HydroGEN – Development of a Low Cost
Alkaline Hydrogen Electrolyser/Inline
Coating Demonstration for Catalyst Coated Electrodes
The ‘HydroGEN’ project concerns the development of an
electrolyser stack based on a novel alkaline
polymeric membrane, which eliminates the requirement
for precious metal catalysts. The
demonstration grant allowed the scale up of electrode
coating with the development and
commissioning of an in‐line coating plant.
The overall objective of this project is to reduce the
production cost of electrolysers and so facilitate
the introduction and development of the wider hydrogen
economy. A novel alkaline polymeric
membrane material and processing technique has been identified
which will eliminate the significant
cost associated with the conventional fluorocarbon
membrane, platinum catalyst and manufacturing
process used in existing state‐of‐the‐art
electrolysers. Reductions in capital costs should thereby be
achieved, while ensuring the electrolyser technology
remains compatible with absorbing
intermittent electricity supplies, typical of
renewable energy sources (wind and solar).
Project Contact: Charles
Purkess, T: 07894 386562
CERES Power
Other partners (British Gas, Calor, Daalderop)
Project Title: Accelerating Commercialisation through
improved test Infrastructure
This new demonstrator project was designed to test the
capacity and capability of the domestic
micro CHP – and to broaden that scope through the
addition of a multi‐fuel test capability so
enabling potential in non UK markets where fuel
composition may be of a poorer quality.
Testing within this phase of the project will
inevitably lead Ceres Power to continue its role as a
developer and manufacturer of low carbon technology
and to facilitate the creation of further jobs
in the industry. This testing project covered the
successful design, build and installation of additional
short stack test stands, looked at mCHP durability and
provided end of line test facilities along with
supporting laboratory infrastructure. This test
resource has also provided a critical platform for
continued innovations in core fuel cell performance,
manufacturability and durability.
Project Contact: Bob Flint, T: 01403 273463
IE CHP (UK and Eire) Ltd
Other partners (SSE plc, Element Energy Ltd, Logan
Energy Ltd)
Project Title: 10kW Fuel Cell CHP Demonstrator
The aim of this project is to build, install, operate
and demonstrate a 10kW PEM fuel cell CHP system
in a large scale domestic dwelling or light commercial
environment. This is with the view of
accelerating development and commercial exploitation
in the Uk market. The fuel cell CHP will take
natural gas and convert this using IE’s proprietary
reformer technology to a hydrogen rich steam
which in turns feeds into the 10kW PEM fuel cell CHP
system to power electronics, and various
systems for water and thermal demand. One of the main
intentions of this demonstrator
programme is to study the potential for the fuel cell
to be matched to the base electrical load of a
building and for the subsequent heat output to provide
a significant contribution to the overall
heating requirements of that building.
Project Contact: James Kennedy, T: 0208 3924091
ITM Power (Research) Limited
Other partners (Revolve Technologies, Gateway to
London)
Project Title: High Pressure Hydrogen Refuelling
Station Demonstration (HFuel not Hfuel
throughout)
This project has enabled the development of ‘Hfuel’ –
a self contained module suitable for refuelling
hydrogen powered road vehicles and forklift trucks.
This transportable unit is made up of two
containerised modules – one a production model
containing a 15kg electrolyser – and the second a
storage and dispensing module that can safely compress
and store hydrogen for dispensing to
vehicles at 350 bar pressure.
The transportable nature of the HFuel means it can be
easily taken to multiple demonstration sites
and partners can use it without the need for capital
investment in onsite installations. It has also
shown that this future proof design concept allows for
versatility and upgrades as the hydrogen fleet
proposition grows. A tour of nationwide sites has
already taken place with a view to showing
potential end users that refuelling with green
hydrogen is a viable commercial alternative.
Project Contact: Charles
Purkess, T: 07894 386562
ACAL Energy Ltd
Other partners (Solvay Interox, Warrington, UPS
Systems, Johnson Matthey Fuel Cells, Universities of
Southampton and Cardiff)
Project Title: ApPLES – Applying platinum free PEM to
Low Cost Economical Power
Systems
The ApPLes (applying platinum free PEM to Low cost
economical power systems) project is designed
to build and field test the world’s first functioning
PEM fuel cell back up power system using ACAL
Energy's novel low cost platinum free cathode
technology, FlowCath®. ACAL Energy’s novel
approach is to replace the platinum with an aqueous
based catholyte that completely changes the
operational performance, robustness, and system level
cost of the technology. This demonstrator
project at Solvay Interox’s site is critical as
demonstration of feasibility in a real application is an
essential part of the route to commercialisation. The
project partners expect to use the experience
to build more demonstration systems that will attract
the attention of global customers and
partners; ultimately leading to license and supply
agreements for next generation fuel cell power
systems in applications such as remote telecom towers,
data centre uninterrupted power supply and
automotive engine replacement.
Project Contact: Amanda Lyne, T: 01928 511581
Johnson Matthey Fuel Cells Limited
Other partners: Technical Fibre Products Ltd
Project Title: Electrode Design for Medium Temperature
Fuel Cells for
Stationary/Industrial Applications
Johnson Matthey is a world‐leading developer of
catalysed components for fuel cells and its focus
during this project has been on developing the next
generation of components for medium
temperature, phosphoric acid fuel cells. Medium temperature
fuel cells enable the integration of
quiet, non‐polluting and efficient combined heat and
power generation into the built environment.
They can be scaled to provide heat, power and cooling
sufficient to power offices, commercial
premises and individual homes. For example, twelve
large (400kW) units will provide the baseload
heat, power and cooling into the Freedom Towers in New
York City and several hundred smaller
(5kW) systems are in operation providing power to
homes in California.
This project involved the creation of UK supply chain
options for some critical materials that are
incorporated into the new components and led to the
development and demonstration of a
manufacturing pilot scale facility at Johnson
Matthey’s Swindon, UK plant. The plant has been
designed and successfully demonstrated at its rated
capacity, which is a tenth scale of a full
production plant.
Project Contact: Martin Green, T: 01793 755646
CERES Power Limited
Other partners (British Gas)
Project Title: Integrated Fuel Cell System Prototype
Demonstrator for CHP applications
This project was to design, develop and demonstrate an
integrated micro CHP that combined a high
efficiency gas condensing boiler with Ceres Power’s
unique fuel cell technology in a single package –
with the aim of providing hot water and heating for a
typical UK family home. Ceres Power has
successfully demonstrated that a fuel cell module can
be integrated within a single wall mounted
unit without any adverse commercial complications
relating to size, weight or output. A CHP system
based on this technology could reduce CO2 emissions
from a UK household by up to 2.5tonnes per
year. The key to the success of this project is
showing the fuel cell’s ability to run at lower
temperatures than other fuel cells of its kind so
reducing production and material costs – and
therefore making it commercially viable on a mass
market scale. A commercial agreement with
British Gas will see the launch of this product in
2012/2013.
Project Contact: Bob Flint, T: 01403 273463
CABLED
Project Title: Coventry and Birmingham Low Emission
Vehicle Demonstrators
In this electric vehicle demonstration, the largest in
the UK, the University of Birmingham has
participated by driving a number of the cars over 12
month evaluation periods, while also installing
hydrogen facilities to test the novel Microcab
hydrogen Fuel Cell vehicles which are being delivered
in June 2011. The University wishes to replace its
fleet of 100 diesel vans with zero emission vehicles
and already has around 15 electric cars on campus.
Both plug‐in battery cars and hydrogen hybrid
electric Microcabs are being demonstrated. This
project was part of the Technology Strategy
Board’s £25million Ultra Low Carbon Vehicle
Demonstrator competition. Led by global engineering
consultancy Arup, CABLED is the largest of eight
consortia from across the UK to participate in the
competition as well as being the first to begin
vehicle trials. There are 13 partners including 5
manufacturers – and the Regional Development Agency
Advantage West Midlands has also invested
£2.5million in the project.
Project Contact: Kevin
Kendall, T: 0121 414 2739
Annexe 3 : Article du « Manager
Magazin » de juillet 2013 : STROMKRIEG : Energiewende
Voir plus particulièrement le
paragraphe : « Politik kontra Physik »
Annexe 4 : Arbre artificiel pour capturer le CO2
L'arbre synthétique
Comment ça marche ?
Au départ, c'est le professeur Klaus Lackner de l’université de Columbia qui en a eu l'idée. Le scientifique s'est tout simplement laissé inspirer par la nature. Pendant sa croissance, l'arbre transforme le CO2 en carbone solide, ce qui donne le bois. Ainsi est né l’arbre synthétique. Un concept qui aspire et capture le CO2 dans l'air et le fait traiter avec une solution à base de soude caustique. Lorsque le gaz carbonique entre en contact avec cette solution, cela provoque une réaction chimique et le CO2 se transforme alors en bicarbonate de sodium en forme fluide. Le liquide est ensuite capturé, condensé et récupéré en forme mi-fluide, prêt au stockage.Il s'agit donc d'un système visant à absorber le CO2 et que l'on peut fixer en hauteur, tout comme un tronc d'arbre. Des arbres métalliques qu'on pourrait déployer là où il y a une forte concentration d'émission de CO2 : sorties d'usines, champs pétroliers, axes routiers…
Selon l'inventeur, cet arbre synthétique est bien plus efficace qu'un arbre naturel pour absorber le dioxyde de carbone. L'étude de l'IMechE avance le chiffre de 90 000 tonnes de CO2 absorbé par an et par un seul arbre. C'est tout simplement l'équivalent des émissions de plus de 20 000 voitures. D'après un rapide calcul, 100 000 arbres synthétiques suffiraient alors pour absorber et capter les émissions issues des transports et de l'industrie légère en Angleterre.
Stockage à haut risque?
Reste à savoir où stocker le CO2 capturé ? L'étude avance des solutions en passant d'abord par la construction d'entrepôts dédiés pour stocker le fluide. Ensuite, on l'achemine sous la mer où on l'enterre sous le sol maritime.Une telle solution demandera beaucoup de moyens technologiques, logistiques et financiers. À commencer par l'usage des technologies lourdes de fourrage en mer. Un autre inconvénient vient du fait que la structure du sol sous-marin est plutôt poreuse ce qui augmenterait les risques de pollution pour les eaux de mers et les espèces. Les scientifiques pensent néanmoins que ce risque est moindre. Selon eux, le CO2 liquéfié ne pourrait pas remonter à la surface des mers car sa densité est bien plus importante que celle de l'eau, une densité assez importante en tout cas pour rester dans les profondeurs.
Reste le paramètre financier. Le projet est au stade du prototype et pour passer à l'étape de l'industrialisation, il faut investir des sommes très importantes. L'inventeur affirme que chaque arbre synthétique ne coûtera pas plus de 14 000 euros environ. Il est donc évident que pour porter un tel projet à la réalisation, les pouvoirs publics sont appelés à mettre la main dans la poche. Pas sûr que ces derniers soient très enthousiastes à l'idée de financer un projet dont la rentabilité n'est qu'écologique, contrairement aux éoliens, par exemple, qui produisent de l'électricité en même temps qu’ils sont efficaces pour l'environnement. À noter que le concept est destiné à utiliser une partie du CO2 capturé pour assurer son autonomie en énergie, à hauteur de 20%.
Quant à la forme de cet arbre synthétique, l'étude de l'IMechE propose plusieurs alternatives et possibilités. D'abord en forme d'arbres, plutôt plat que l'on sème sur le bord des routes. L'on évoque aussi la possibilité d'utiliser le même concept de captage sur les toits d'usines et d'immeubles. D'autres ont inventé une sorte de petit bâtiment capable de capturer plus d'une tonne de dioxyde de carbone par jour.
Annexe 5 : à titre d’anecdote : système
opérationnel énergétique pour une maison familiale sur base d’hydrogène produit
par l’électricité provenant d’une PV (http://energiein.e-monsite.com/pages/46-electrolyse-pour-moteur-thermique.html
)
b) Installation personnelle de Mike STRIZKI
Mike
Strizki, ingénieur à Renewable Energy International Inc. et à Advanced Solar
Products Inc., a construit un système électrique non polluant pour sa maison,
en couvrant la pente de son toit orienté au sud de panneaux solaires et un
électrolyseur pour extraire l’hydrogène de l’eau avant de le stocker dans des
réservoirs installés sur sa propriété.
Les panneaux
solaires répondent à 160% des besoins de la maison en électricité pendant l’été
et à 60% de ses besoins pendant l’hiver. La gestion de la consommation
saisonnière de l’énergie lui permet de se constituer pendant l’été une réserve
d’hydrogène suffisante pour l’hiver.
Mike Strizki
à coté de son électrolyseur
Il dispose
de suffisamment d’hydrogène pour alimenter des véhicules et des appareils
ménagers, y compris pour faire la cuisine à l’hydrogène, pendant toute l’année.
