La Pile à combustible

Une solution innovante pour produire de la chaleur et de l’électricité à partir du gaz naturel

La pile à combustible est un produit innovant et énergétiquement très performant, fonctionnant au gaz naturel. Cette technologie s’appuie sur le principe de micro-cogénération pour assurer localement une production simultanée de chaleur et d’électricité. Elle est particulièrement adaptée aux maisons individuelles existantes bien isolées qui présentent d’un côté, une demande importante en électricité  et de l’autre, des consommations de chauffage et d’eau chaude sanitaire maitrisées.

Principe de fonctionnement de la pile à combustible

La pile à combustible convertit le gaz naturel en électricité, en chaleur et vapeur d’eau sans combustion et sans pièces en mouvement (au sein du cœur de pile).

Le système pile à combustible intègre :
  • un module de piles à combustible ;
  • une chaudière à condensation permettant d’assurer le complément des besoins thermiques du logement en cas de nécessité ;
  • un ballon de stockage d’eau chaude.
Fonctionnement d’une chaudière micro-cogénération à pile à combustible
1 - Traitement et transformation du gaz naturel

Le module pile puise de l’oxygène présent dans l’air ambiant qu’elle met en jeu avec de l’hydrogène, préalablement formé à partir du gaz naturel au sein du reformeur.

2 - Production combinée de chaleur et d'électricité

La réaction électrochimique au sein du cœur de pile, génère de l’électricité, de la chaleur ainsi que de la vapeur d’eau, sans pièce en mouvement.

3 - Transformation du courant produit

Après passage dans un onduleur, l’électricité produite est prioritairement auto-consommée par les équipements de l’habitation.

4 - Stockage et valorisation de la chaleur produite

La chaleur dégagée par le cœur de pile est stockée dans un ballon d’eau chaude puis utilisée pour couvrir les besoins de chauffage et eau chaude sanitaire au sein du logement.

Les avantages de la pile à combustible

En plus des économies d’énergie primaire qu'elle permet de réaliser par rapport aux systèmes de chauffage traditionnels de type pompe à chaleur ou chaudière à condensation, la pile à combustible a de nombreux atouts :

  • Une production optimisée d’électricité au prix du gaz naturel ;
  • Un système " tout en un " qui permet de couvrir les besoins d’une maison en chauffage, eau chaude sanitaire et jusqu’à 80% des besoins en électricité annuels d'une maison individuelle existante ;
  • Un confort de chauffe et une production d’eau chaude de qualité équivalente à celle d’une chaudière à condensation ;
  • Un rendement électrique jusqu’à 2 fois plus élevé que les solutions de cogénération classiques (écogénérateur à moteur Stirling) ;
  • Un niveau sonore très faible (< 30 dB (A))
  • De faibles émissions de polluants et de gaz à effet de serre (NOx, SOxX, CO2…) ;
  • Une simplicité d'installation et de raccordement proche d’une chaudière au sol.

Une facture énergétique réduite

L’électricité produite à partir du gaz naturel présente l’avantage d’être 2 fois moins chère que celle achetée depuis le réseau électrique. L’économie sur la facture d'électricité peut atteindre 250 €/an, si l’électricité générée sert prioritairement à alimenter les postes consommateurs du logement tels que :

  • les équipements en fonctionnement continu (réfrigérateur, congélateur, Box Internet, moteur de VMC, veilles de tv, radio réveil etc.),
  • les consommations cachées (veilles de tv, radio réveil etc.).

Plus l’autoconsommation est importante et meilleur sera le gain sur la facture énergétique.

En cas de non consommation à un instant t, le surplus d’électricité peut être réinjecté sur le réseau et valorisé en étant vendu (13,5 c€/kWh environ uniquement sur la période du 01/11 au 31/03). Cette alternative nécessite quelques démarches administratives auprès d’Enedis et de EDF OA.

Une technologie mature

Plus d'une cinquantaine de piles sont actuellement en fonctionnement sur le territoire français comptabilisant à ce jour plus de 182 milliers d’heures de fonctionnement sans avoir rencontré le moindre problème.

Cette innovation a reçu un financement des projets Fuel Cells and Hydrogen 2 dans le cadre de la convention de subvention n°700339.

Ce projet commun bénéficie du soutien du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union Européenne et d'Hydrogen Europe et N.ERGHY.

Projets PACE et FCH Financements innovation pile à combustibles
Pile à combustible en maison individuelle

Vous souhaitez installer une pile à combustible dans votre maison raccordée au réseau gaz naturel ?

Découvrez la pile à combustible Vitovalor 300-P et ses conditions de mise en œuvre

Crédits photographiques : Viessmann