Stratégie hydrogène : comment passer au « power-to-gas »

Stratégie hydrogène : comment passer au « power-to-gas »

Présenté depuis plus de 15 ans comme une alternative aux énergies fossiles, l’hydrogène, munie d'une feuille de route, est repassé sur le devant de la scène au cours de ces derniers mois.





(Suite de l'article consacré au biogaz)

 

La raison de ce regain d'intérêt tient à l’électrification des transports et à la mise en évidence des limites de production des batteries, ainsi que de leur autonomie.

 

Utiliser l’hydrogène dans les réseaux de gaz naturel n’a rien d’original pour les techniciens de cette énergie. Certains rappellent qu’une certaine quantité d’H2 était présente dans le gaz de ville autrefois produit à partir de charbon.

 

Alors qu’une première initiative avait été prise au milieu des années 2000 par la Commission européenne, une nouvelle stratégie de déploiement de l’hydrogène a été annoncée fin juillet 2020. L’un des problèmes tient à la production de cette molécule qui, utilisée comme combustible, ne produit pas de CO2, rejette de l’eau et très peu d’oxyde d’azote (Nox).

 

Claude Freyd présente les grandes lignes de cette feuille de route pour les trente ans à venir :

 

  • de 2020 à 2024, installer 6 GW d’électrolyseurs d’hydrogène renouvelables, avec l’objectif de produire un million de tonnes d’hydrogène « vert », décarboné, essentiellement à des fins industrielles ;

 

  • de 2025 à 2030 : durant cette phase, l’hydrogène doit entrer dans un système énergétique intégré, l’objectif étant de disposer d’une capacité de 40 GW d’électrolyseurs pour produire annuellement en Europe, 10 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable ;

 

  • au-delà et jusqu’en 2050, il s’agit de déployer les technologies de l’hydrogène renouvelable à grande échelle dans tous les secteurs à décarboner ; on parle alors de la création « d’Hydrogen Valley ».

 

Les atouts de l’utilisation domestique de l’hydrogène

 

Pour la filière gaz, l’utilisation domestique de l’hydrogène fait partie de ces secteurs. La production d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables est d’ailleurs un vœu technique ancien.

 

Elle permettrait de contourner les problèmes d’intermittence : l’électricité issue d’éolien ou de photovoltaïque non consommée et non stockable sera transformée en hydrogène, lui-même exploité au meilleur moment de consommation – l’électricité sera produite par des cogénérateurs, comme c’est le cas sur la plateforme Myrthe en Corse –, ou injecté dans le réseau de gaz. Les chaudières à gaz peuvent supporter jusqu’à 6 % d’hydrogène, 20 % avec un réglage ou une adaptation de combustion.

 

Les avantages sont multiples : il encourage le développement des EnR tout en maintenant l’intérêt d’un réseau de distribution du gaz. Retenons aussi que, dans ces conditions, la production et la consommation d’hydrogène n’émettent pas de gaz à effet de serre.

 

 

Utiliser l’hydrogène dans les bâtiments

 

Est-il possible d’utiliser l’hydrogène pour alimenter les générateurs gaz présents dans les bâtiments ? L’entreprise BDR Thermea a déjà testé les options possibles, l’équipement le plus performant – capable d’être intégralement alimenté en hydrogène - ayant été dévoilé il y a maintenant près de deux ans.

 

De même gabarit, de même puissance qu’une chaudière à condensation classique, elle affiche le même rendement. Certes, elle consommerait plus d’hydrogène que de méthane, mais son caractère « gourmand » serait en partie compensé par un point de rosée d’une température plus élevée que celui du gaz naturel.

 

BDR Thermea n’est pas le seul industriel à s’intéresser à cette technologie. Viessmann, Bosch, Vaillant côté allemand, MTS côté italien, sont aussi parvenus à produire leur référence. À noter que le prix de ces prototypes avoisine généralement les 15 000 à 20 000 € l’unité.

 

Ce sont donc des matériels de démonstration déjà fortement sollicités dans des tests de terrain. Certains ont été soumis à des mélanges de gaz – 80 % de méthane, 20 % d’hydrogène – ou à l’alimentation à 100 % d’hydrogène pour de premières homologations. BDR Thermea a obtenu la sienne auprès du normalisateur néerlandais Kiwa ; elles se poursuivent dans les autres pays.

 

Des essais locaux et des tests grandeur nature à suivre

 

Les industriels se lancent aussi dans des essais locaux de plus ou moins grande envergure dans le cadre de partenariats. On peut citer le projet Hy4Heat au Royaume-Uni, le projet européen de recherches THyGA (Testing hydrogen admixture for gas applications).

 

Ce n’est pas tout puisqu’ en France, le projet ILOT@GE (Initiative Locale pour la Transition @nerGEtique) mené depuis 2014 par la mairie de Châteauneuf, dans la Loire, teste la production locale d’hydrogène à partir de renouvelables (photovoltaïque, micro-éoliennes) exploité sur des piles à combustibles, des stations de charge de voitures électriques et des chaudières alimentées à 20 % en H2 ;

 

À partir de ce mois de février, des chaudières 100 % hydrogènes seront aussi testées. Claude Freyd présentait aussi des solutions mixtes de chauffage et de production d’électricité pour des bâtiments de logements collectifs ou tertiaires grâce à l’association d’une pile à combustible et d’une chaudière à hydrogène…

 

La filière propose un calendrier de déploiement 

 

D’ores et déjà, la filière gaz pose un calendrier de déploiement. Les tests et projets pilotes se poursuivraient jusqu’au milieu de cette décennie, et les essais à grande échelle devraient aussi commencer à partir de 2022-2023 et se tenir jusqu’en 2030.

 

L’objectif pour les industriels est d’afficher les chaudières dans les catalogues dès 2025 pour commercialiser massivement les produits. Le premier déploiement à grande échelle est programmé pour 2030 à Leeds, au Royaume-Uni, dans le cadre d’un projet nommé H21.

 

Ces efforts considérables suffiront-ils à sortir l’énergie gaz de la nasse dans laquelle elle paraît enferrée ? On le comprend : au mieux, les effets seront mesurables au milieu de cette décennie. Justement, le ministère de la Transition énergétique vient d’opter pour le principe de « clause de revoyure » au fil de l’application de la RE 2020, notamment en 2025, 2028 et 2031. Pour retrouver une place significative dans le neuf, la filière gaz aura-t-elle des innovations à apporter à ces échéances ?

 

 

Chiffres quotidiens de GRTgaz :

- https://opendata.reseaux-energies.fr/pages/accueil/

- https://atee.fr/energies-renouvelables/club-biogaz

Les derniers textes sur l’injection de biogaz et d’hydrogène dans les réseaux de gaz :

- le rapport : https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000043147996

- l’ordonnance : https://www.legifrance.gouv.fr/jorf/id/JORFTEXT000043148001


Source : batirama.com/ Bernard Reinteau

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