Hydrogène et piles à combustibles : réglementation

Transcription

ALPHEA
Hydrogène et piles à combustible
réglementation
Cas de la France et de l’Allemagne
M. JUNKER – ALPHEA
ALPHEA Pôle de Compétences sur l’Hydrogène – Rue Jacques Callot – 57600 Forbach
www.alphea.com – e-mail: [email protected]
Hydrogène et pile à combustible
principaux projets liés à la réglementation
Projets Européens
– Projet EQHHPP
• Point sur la réglementation H2 dans les principaux pays européens
– Projet EIHP I et II
• Point sur les aspects sécurité et réglementation des systèmes pour les
véhicules
• Proposition de recommandation techniques pour unifier les procédures
d’homologation des véhicules à hydrogène
Projets US
– Soutien du gouvernement US pour des travaux portant sur la normalisation
et la réglementation
– Organisation de séminaires et rédaction de guides pratiques
– Publication et diffusion de l’information auprès des autorités locales et des
utilisateurs
Projet SEREPAC (2001 – 2002)
• INERIS, CEA, ALPHEA, SNECMA, DALKIA, AIR LIQUIDE, INRETS
• Point sur les aspects sécurité / réglementation / normes sur les piles à
combustible
• Études génériques de quelques exemples de systèmes à pile à
combustible
07/10/03
Journée sécurité H2 - INERIS
M. JUNKER
Réglementation hydrogène
Europe
Production
d’hydrogène
Transport de
l’hydrogène (vers la
station service)
Stockage de
l’hydrogène
Station-service
- Directive 96/61/CE :« prévention et réduction intégrées de la
pollution »
- Directive 96/82/CE: « Directive SEVESO II » modifiant la
Directive 82/501/CE
- Directive 97/11/CE modifiant la Directive 85/337/CE («
évaluation des incidences de certains projets publics et privés sur
l'environnement »)
- Directive 93/465/CE: «modules relatifs aux différentes phases
des procédures d'évaluation de la conformité »
-Directive 94/55/CE : « rapprochement des législations des Etats
membres concernant le transport des marchandises dangereuses
par route » (directive ADR)
-Directive 96/49/CE : « rapprochement des législations des États
membres concernant le transport de marchandises dangereuses par
chemin de fer » (directive RID)
Mêmes directives que pour la production d’hydrogène
+
- Directives sur les appareils et équipements sous pression
(87/404/CEE, 90/488/CEE et 97/23/CE)
Utilisation de
l’hydrogène dans des
véhicules
07/10/03
Quelques dizaines de directives applicables pour
l’homologation des véhicules= projet EIHP I et II
Recommandations techniques du projet EIHP en cours de
discussion (WP 29 – GRPE)
M. JUNKER
France
Production
d’hydrogène
-Réglementation ICPE (Installations Classées pour la
Protection de l’Environnement)
-Rubrique n° 1415 : « fabrication industrielle de
l’hydrogène »
Transport de
station service)
- Arrêté du 05/12/1996 relatif au transport des marchandises
dangereuses par route (dit " arrêté ADR ")
Stockage de
l’hydrogène
Station-service
Réglementation ICPE
–Rubrique n°1416: « stockage ou emploi de l’hydrogène
»
–Circulaire du 24 mai 1979 relatives aux dépôts
d’hydrogène liquide
- Arrêté du 06/12/1996 relatif au transport de marchandises
dangereuses par chemins de fer (dit " arrêté RID ")
-Arrêté du 06/12/1982 portant réglementation technique des
canalisations de transport de fluides sous pression autres que
les hydrocarbures et le gaz combustible
- Transposition des directives européennes relatives aux
appareils et équipement sous pression
Utilisation de
l’hydrogène dans
des véhicules
07/10/03
Pas de réglementation spécifique applicable
M. JUNKER
Allemagne
Production
d’hydrogène
Transport de
station service)
Stockage de
l’hydrogène
Utilisation de
l’hydrogène dans
des véhicules
07/10/03
-BImSchG: « Bundes-Immissionsschutzgesetz » -StörfallVerordnung)
-UVPG: « Umweltverträglichkeitsprüfung »
-GSG: « Gerätesicherheitsgesetz »
-ChemG: « Chemikaliengesetz »
-ADR-Gesetz
-RID-Gesetz
-BImSchG: « Bundes-Immissionsschutzgesetz » -StörfallVerordnung)
-UVPG: « Umweltverträglichkeitsprüfung »
-BauNVO: « Baunutzungsverordnung »
-GSG: « Gerätesicherheitsgesetz »
-ChemG: « Chemikaliengesetz »
-BauNVO: « Baunutzungsverordnung »
-GaVO: « Garagenverordnung des Länder »
M. JUNKER
Réglementation H2
comparaison France –Allemagne
production d’hydrogène
Quantité [*]
France
Allemagne
Moins de 50 t
procédure
Plus de 50 t
-autorisation et servitudes d’utilité publique
(rayon d’affichage de 2 km)
-autorisation (rayon d’affichage de 2 km)
3 t à 30 t
- autorisation selon le BImSchG: procédure
Plus de 30 t
simplifiée
- autorisation selon le BImSchG
[*]: quantité susceptible d’être présente dans l’installation
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation H2
stockage d’hydrogène
Quantité [*]
France
100 kg à 1 t
-déclaration
1 t à 50 t
-autorisation (rayon d’affichage de 2 km)
Plus de 50 t
-autorisation et servitudes d’utilité
publique(rayon d’affichage 2 km)
Cas particulier des
dépôts d’hydrogène
liquide:
- moins de 2,5 t
-plus de 2,5 t
Allemagne
procédure
3 t à 30 t
Plus de 30 t
- localisation à plus de 30 m des immeubles
habités et toutes activités extérieure à
l’établissement
- localisation à d=0,6*C (peut être limité à
100 m)
- localisation à 2*d des établissements
recevant du public
[d en mètre – C: capacité nominale du ou
des réservoirs en kilogrammes]
- autorisation selon le BImSchG: procédure
simplifiée
- autorisation selon le BImSchG
[*]: quantité susceptible d’être présente dans l’installation
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation H2
comparaison des procédures
Procédure
Points forts
Travaux à réaliser
France
autorisation
-étude d’impact
-étude de dangers
-Une analyse critique des dangers peut être
demandée (à la charge de l’exploitant) par
l’autorité préfectorale si les dangers le
justifient – analyse réalisée par un
organisme tiers expert
-Procédure suivie après dépôt du dossier de
demande
-Examen par l’inspecteur des
installations classées
-Enquête publique
-Consultation des diverses
administrations concernées et passage
devant le conseil départemental
d’hydrogène
Allemagne
autorisation
-Étude d’impact
-Étude de dangers
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
piles à combustible
Europe
Un système à pile combustible c’est (en fonction de
l’application):
– Un appareil sous pression?
– Un appareil ou une installation « électrique »?
• un groupe électrogène?
• une « mini-centrale » électrique?
– Un appareil ou une installation consommant du gaz?
– Une installation de cogénération?
– Un système ou une installation de production d’hydrogène?
En Europe
– Traitement réglementaire variable selon les pays et selon les
applications envisagées
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
Europe
Exemple de système: ALSTOM-BALLARD
Compartiment Sous-systèmes
Electrique
Traitement du
combustible
Onduleur
électrochimique
07/10/03
• contrôle
• onduleur
• compresseur de gaz
• turbo compresseur
(air)
• unité de
désulfuration
• vaporeformeur
• vaporisateur
• unités de conversion
• unité d’oxydation
sélective
• stack
• unité de
refroidissement
M. JUNKER
Réglementation
Europe

07/10/03
Pas de réglementation spécifique
Application des nombreuses directives
pour le respect des exigences
essentielles de sécurité
C’est au constructeur d’identifier les
directives applicables et d’en respecter
les prescriptions
Marquage CE
• Le produit suit les
prescriptions des directives
applicables
• Le produit peut être mis en
circulation dans l’UE
• Facilite la procédure
réglementaire d’autorisation
d’exploitation
• Procédure mise en œuvre par
tous les constructeurs
européens de systèmes à pile à
combustible
respect des réglementations nationales
valables pour le raccordement des
systèmes aux réseaux de distribution de
gaz et électrique
Titre de la Directive
Références
« Basse tension »
73/23/EEC
« Appareils à pression
simples »
87/404/EEC
90/488/EEC
« Compatibilité
électromagnétique »
89/336/EEC
92/31/EC
98/13/EC
« machine »
98/37/EC
« appareils à combustibles
gazeux »
90/396/EEC
« équipements en
atmosphères potentiellement
explosibles »
« équipements sous
pression »
94/9/EC
97/23/EC
M. JUNKER
Réglementation
Allemagne – systèmes de plus de 70 kW

C’est le « Gerätesicherheitsgesetz[1] » (GSG) qui s’applique pour la
mise en circulation des systèmes
le
Ce
sont
le
GSG,
le
« Energiewirtschaftsgesetz[2] »,
« Baugesetzbuch[3] », la „Landesbauordnung[4]“ et la « procédure
d’autorisation de construction » qui sont à respecter pour la mise en
service des systèmes
Si la pile est installée sur le site d’une installation de production
d’énergie (centrale électrique, centrale de cogénération, chaufferie..),
c’est le « Bundesimmissionsschutzgesetz[5] » qui s’applique.
[1] Loi sur « la sécurité des appareils » - [2] Loi sur « l’Economie de l’énergie » - [3] « Loi fédérale sur la
construction » - [4] Réglementation spécifique du Land sur la construction - [5] Loi sur « la protection des
émissions »
Application de la réglementation
• contrôle par les autorités locales compétentes (différentes selon les
régions et zones urbaines)
• les règles techniques communément admises ou reconnues sont
appliquées lorsque des domaines ne sont pas couverts par les textes
07/10/03
M. JUNKER
S ta c k
P ile
à
c o m b u s t ib le
S y s tè m e s
d ’ é v a c u a t io n d e s
r e je t s g a z e u x
S y s tè m e
de
r e f r o id is s e m e n t
S y s tè m e
é le c t r iq u e
S y s tè m e
d ’ a lim e n t a t io n
07/10/03
X
X
a p ar
p e i l s à p r e»s s i o n
s u rl e s
Dir ect i v e
à v
ap e u »r
Déc r e t s u rl e «s aar
p ep i l
p r e s s i»o n
(1 1 . G S G V )
Déc r e t s u l re s« a ar
p pe i l s
d e s e xospi ol n»s
Déc r e t s u l ra «potrect i o n
(7 . G S G V )
c o n s o m m a n t» d u
1 G S G V
(9 . G S G V )
S y s tè m e
Déc r e t m« a c h »i n e
S ous
e n s e m b le s
du
s y s tè m e
à
p ile
à
c o m b u s tib le
D é c r est u«r l e s èm
s y es ts
Réglementation
Allemagne – systèmes de plus de 70 kW
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
A lim e n t a t io n
en
c o m b u s t ib le
T r a it e m e n t
du
c o m b u s t ib le
e n a ir
en eau
A u x ilia ir e s
d iv e r s
S y s tè m e s d e
s é c u r it é
S y s tè m e
de
c o n t r ô le
X
X
X
X
X
X
M. JUNKER
Réglementation
Allemagne – systèmes de plus de 70 kW - exemples
Système
Ville
Exploitant
Site
remarques
ALSTOMBALLARD
Berlin
Chaufferie
-système soumis au BImSchG
- durée de la procédure d’autorisation: 2 ans
(premier système installé en Europe)
Chaufferie en
Zone
résidentielle
-permis de construire pour l’équipement du site
(dalle de béton + toiture)
-Application de la réglementation sur les appareils
à production de vapeur (contrôle sur site toutes
les 72 h)
Chaufferie en
zone
résidentielle
-procédure d’autorisation selon le BImSchG pour
le réservoir d’hydrogène
- application de la procédure avec « enquête
publique » sur demande de l’exploitant
(GN)
ONSI (PC25-C)
(GN)
ONSI
(PC-25-C)
BEWAG
Sarrebruck
Régie
Municipale
Hambourg
HEW/HGW
(LH2 –
3,2 t)
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
Allemagne – systèmes de moins de 70 kW
Règle VP 119 du DVGW
–
–
Seul texte allemand à valeur réglementaire spécifique aux systèmes à pile à
combustible de puissance inférieure à 70 kW (=consommation de combustible)
Application aux systèmes résidentiels
Points abordés
–
Construction, installation, raccordement du système
Particularités
–
–
–
Le système est considéré comme un appareil à gaz
Prise en compte de toutes les normes allemandes applicables – conformité à la
Directive 90/396/CE
Spécificité du système par rapport à une chaudière classique prise en compte
par un « contrôle redondant des températures du reformeur et du stack »
Validité
–
–
2000 – 2003
Actualisation prévue en 2003
Historique
–
–
–
07/10/03
Règle mise au point par le DVGW avec la coopération des constructeurs
Objectif: disposer d’un texte de référence à destination des autorités pour
faciliter l’installation des nombreux systèmes prévus dans le cadre de projets
Texte qui sert de base aux travaux de la commission « Pile à combustible » au
sein du CEN / CENELEC
M. JUNKER
Réglementation
France – systèmes stationnaires
Remarques générales
– Pas encore de réglementation spécifique aux piles à combustible
en France
– Peu de projets de démonstration donc peu d’exemples
d’application de la réglementation
Réglementations applicables à priori
– Réglementation ICPE
– Réglementation sur les installations de petite cogénération
– Réglementation sur la sécurité des personnes (établissements
privés et recevant du public)
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
France – systèmes stationnaires - exemple
Pile à combustible ONSI PC 25 C exploitée à Chelles (projet EDF – Gaz de France)
Réglementations et contraintes
–
–
–
–
Réglementation des appareils à pression
Réglementation applicable aux appareils thermiques
Réglementation applicable aux appareils électriques
Certification par la DRIRE d’un séparateur de vapeur selon la
réglementation des appareils à pression
– Non soumission à la rubrique n°1415 de la nomenclature des ICPE
– Demande d’une autorisation d’emploi auprès du Ministère de
l’Industrie (absence de marquage CE sur le système)
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
France – systèmes stationnaires
installations de petite cogénération
Domaine / Titre
Réglementation
Caractéristique de l’installation
Raccordement électrique au réseau public
Arrêté du 21 juillet 1997
Raccordement électrique aux réseaux
HTA et BT non reliés à un grand réseau
interconnecté
Arrêté du 15 avril 1999
Appareils à gaz
Directive européenne 90/396
Atmosphères explosibles
Directive européenne
Arrêté du 31 mars 1980
Réglementation dans les chaufferies
Arrêté du 19 décembre 1988
Arrêté du 29 juillet 1997
Installations dans les chaufferies
P > 2 MWth sans présence permanente
Chaufferie en sous-sol
Environnement
Rubrique 2910 (ICPE)
Combustion de produits sauf déchets ménagers
et industriels spéciaux
Environnement
Rubrique 2910 A
Combustibles commerciaux
P > 2 MWth
Environnement
Rubrique 2910 B
Autres combustibles hors déchets et hors 2910 A
P > 100 kWth
Bruit
─Loi
n°92-1444
du
31
décembre 1992
─Arrêté du 23 janvier 1997
(ICPE) modifié par l’arrêté du
15 novembre 1999
Emissions
─Arête du 25 juillet 1997
07/10/03
P < 1 MWel
Marquage CE
Exclusion des moteurs et compresseurs
2 MWth < P < 20 MWth
M. JUNKER
Réglementation
H2 - piles à combustible
Conclusion - recommandations
Réglementation actuelle
– H2 n’est pas classé dans la catégorie combustible ou carburant
• Difficulté pour réaliser des démonstrations de véhicules
• Difficultés à prévoir pour l’implantation de stations-service à H2
(distances de sécurité prévues par la réglementation)
– La réglementation actuelle ne semble pas vraiment adaptée aux
spécificités des systèmes à pile à combustible
• Prévoir des rubriques spécifiques « pile à combustible » dans
les différentes réglementation?
Quelques propositions
– Réalisation d’études réglementaires qui s’appuient sur des
systèmes concrets
• Rédaction d’un guide pratique pour les utilisateurs? Pour les
autorités?
– Intégrer les acteurs de la réglementation dés le départ dans les
projets
– réaliser un projet européen de type « EIHP » sur les systèmes
stationnaires
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
USA
07/10/03
M. JUNKER
Réglementation
USA
Elément
Normes / réglementations applicables
1
Normes spécifiques ANSI, ASME, IEEE, UL
2
NFPA 853
3
NFPA 853
4
5
NFPA 853 - ANSI A13.1 – NFPA 54 – NFPA 58 – ASME / ANSI B31.3
MSS SP-69
6
Norme ASME sur les « appareils à vapeur et à pression » dans le cas où la pile utilise un appareil à pression
7
NFPA 70 article 691 - NFPA 853
8
NFPA 853 – NFPA 251 – NFPA 80 – NFPA 101
9
NFPA 853
10
NFPA 853
11
NFPA 853
12
NFPA 853 – NFPA 54 – NFPA 50A – NFPA 50B – NFPA 58 – NFPA 30
API 620 – NFPA 24
13
IEEE P 1547 – NFPA 691
14
Réglementation locale définissant les matières dangereuses, les zones d’accès des pompiers, les distances à la
voie publique….
15
¾Une évaluation des risques d’incendies sera demandée par les autorités locales
¾Des systèmes de protection contre les incendies seront imposés par les autorités locales (systèmes de nature
variable selon les résultats de l’étude)
07/10/03
M. JUNKER