Pour lutter contre le réchauffement climatique il faudra d’ici 30 ans en 2050 arrêter d’émettre du CO2 alors qu’aujourd’hui les énergies fossiles fournissent 75 % de nos besoins.
En 2019
En 2030
D’un point de vue économique le développement de systèmes de stockage d’énergie va permettre l’essor des énergies renouvelable par rapport aux énergies fossiles.
A ce jour seul deux systèmes de stockage d’énergie apparaissent majoritairement : la batterie au lithium et l’hydrogène associé à la pile à combustible. La batterie au lithium est intéressante pour le stockage journalier de quelques heures, pour le photovoltaïques notamment afin de décaler la production de la journée sur la fin de la journée. Mais la batterie ne permet pas le stockage de grande quantité d’énergie d’une façon saisonnière à un coût compétitif. La production d’énergie photovoltaïque se fais essentiellement en été et les besoins sont en hiver, surtout en Europe du nord.
Pour la voiture électrique c’est le problème du temps de recharge qui apparait plus que l’autonomie. Pour l’hydrogène le rendement est moindre (inférieur à 50%), il permet une recharge rapide mais plus couteuse en énergie en métaux précieux et en impératif de sécurité.
NTERK développe un système de stockage d’énergie unique au monde à partir d’azote liquide qui associe un bon rendement (cible 65%), une bonne densité énergétique (160 Wh/litre) égale à la batterie au lithium pour un cout de stockage dérisoire : l’azote liquide est stocké dans un simple réservoir.
Le concept de la société NTERK est basé sur un groupe frigorifique à haut rendement, réversible, destiné à la fois à produire de l’azote liquide autant que utiliser l’azote liquide pour produire de l’énergie mécanique où électrique.
Nous allons voir ici, comment le système NTERK est conçue pour atteindre le rendement escompté à un cout abordable. Le concept NTERK fais l’objet d’un brevet déposé par Eric DUPONT sur une grande partie de la planète : l’Europe, les USA, Le Canada, l’Australie, L’Inde, La Chine
L’Azote liquide est le « carburant » du futur. Il se stock facilement à pression atmosphérique. Il se transporte par camion-citerne et peut être produit sur place avec le système NTERK et une prise de courant autant en petite quantité qu’en quantité industriel. A terme une économie de l’azote liquide va apparaitre, il y aura les producteurs d’azote liquide qui distribuerons l’azote liquide pour le transport et qui revendront le surplus sous forme d’électricité pendant les pics de consommations d’énergie.
Les connaissances dans le domaine de l’utilisation d’azote liquide pour produire de l’azote liquide sont peu étendue. Jusqu’à mon invention en 2017 l’idée générale pour produire de l’énergie à partir d’azote liquide était la suivante :
L’azote liquide contenue dans un réservoir à pression atmosphérique à une température de -195°c est mis sous pression à environ 300 bar puis vaporisé dans un échangeur avec l’air ambiant qui est à une température de 20°c. L’azote est ensuite détendu dans une turbine successivement avec des réchauffages intermédiaires. Si ce système produit bien de l’énergie, il manque d’efficacité, parce que l’énergie du froid de l’azote liquide n’est pas utilisée. Une société Anglaise qui développe le stockage d’énergie à partir d’azote liquide contourne le problème en récupérant la chaleur de compression obtenue lors de la production de l’azote liquide, cette chaleur est utilisée lors de la détente de l’azote. Le problème étant qu’il faut stocker cette chaleur et que la chaleur se conserve beaucoup moins longtemps que l’azote liquide du fait du rayonnement. Dans mon invention l’air froid obtenue dans l’échangeur qui vaporise l’azote liquide est comprimé. Cela a pour effet d’obtenir de l’air comprimé à température ambiant qui est ensuite détendue dans le moteur avec l’apport de chaleur de l’air ambiant. Le rendement est meilleur et d’un point de vue thermodynamique le système est totalement réversible entre la génération d’azote liquide et sa transformation en énergie.
Investissement
Investir dans NTERK c’est investir dans la neutralité carbone et une solution de remplacement aux énergie fossiles. Les énergies renouvelables ont besoin du stockage d’énergie autant que les énergies fossiles sont vouées à disparaitre puisque par définition les énergies ne sont pas renouvelable à l’échelle de l’humanité.
Les étapes
La première étape passe par la réalisation d’un démonstrateur. Le cout de ce démonstrateur est relativement modeste puisqu’il s’agit d’une simple machine frigorifique un peu plus évolué.
Au jour d’aujourd’hui les investissements pour développer la batterie au lithium ou l’hydrogène se chiffre en milliard d’euros, les investissements pour le stockage d’énergie à partir d’azote liquide ne sont pas chiffrable, ils sont nul. La raison en est qu’il y a un manque de connaissance dans le domaine de la production des gaz liquide qui ont amené à penser que le rendement global du procédé ne pouvait dépasser d’une façon théorique les 50%, ce qui est faux.
Le projet
Voiture à Azote liquide
Avantage de la voiture à Azote liquide.
Par rapport a l'hydrogène
Inconvénient par rapport a l'hydrogène
Par rapport à la batterie lithium
Pile azote liquide de 10 kW et 250 kW pour le stockage d'énergie.
La pile stock l'énergie solaire photovoltaïque des centrales au sol ou pour le résidentiel. Cette batterie peut être utilisée comme prolongateur d’autonomie des véhicules électrique, les autocars, les camions.
La pile produit de l’azote liquide qui est stocké dans un réservoir cryogénique (-195°c).Elle restitue de l'énergie électrique selon les besoin.
La pile comporte un compresseur, un échangeur, un détendeur. Le compresseur comprime l’azote. L'azote est refroidi dans l’échangeur puis détendu dans le détendeur où il se liquéfie.
La densité énergétique de l’azote liquide avec la pile est semblable a une batterie au lithium environ 200 WH par kilo ou 160 Wh par litre d’azote liquide.
La pression dans le réservoir est la pression atmosphérique et la température de l'azote liquide est de -195°C. Le réservoir thermo comporte deux peaux avec un vide d'air entre les deux peaux pour une bonne conservation de l'azote liquide (plusieurs mois).
La vaporisation de l’azote liquide à haute pression entraine le compresseur de la pile et produit de l’énergie électrique via la génératrice. Le compresseur est alimenté en eau par des buse, l’eau est récupérée à la sortie du compresseur pour être réchauffé dans un radiateur a eau et l’air ambiant.
Les avantages de la pile azote liquide