Hydrogène : à manipuler avec précaution

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Pour Anthony Patt, les plans ambitieux de l’Europe pour une économie de l’hydrogène servent davantage l’industrie du pétrole et du gaz que les consommateurs et le climat. La Suisse devrait réfléchir à deux fois avant de prendre ce train en marche.

Si l’hydrogène est produit correctement et utilisé de manière responsable, ce gaz réactif peut jouer un rôle important dans la transition énergétique. En effet, l’hydrogène peut chauffer des bâtiments, alimenter des véhicules et remplacer directement le gaz naturel et le charbon dans les processus industriels à haute température.

L’hydrogène et le CO2 extrait de l’air permettent également de produire des combustibles et carburants synthétiques qui peuvent remplacer le mazout, l’essence et le kérosène ou servir de matière première pour des produits chimiques et plastiques neutres en CO2.

Enfin, l’hydrogène est également utilisé pour stocker l’énergie électrique. Il est surtout supérieur aux batteries lorsqu’il s’agit de conserver de grandes quantités d’électricité sur une longue période. Mais aussi polyvalent et séduisant qu’il puisse paraître, l’hydrogène pose aussi différents défis.

Anthony Patt est professeur de protection et d’adaptation au changement climatique à l’EPF de Zurich.

D’une part, le stockage : il faut beaucoup d’énergie pour mettre l’hydrogène sous pression ou pour le refroidir. Les molécules, petites et volatiles, ont tendance à se diffuser à travers de nombreux matériaux. De nouvelles approches, comme les nanomatériaux ou la transformation de l’hydrogène en substances plus faciles à stocker, ne sont pas encore au point.1 Les coûts de stockage sont élevés.2.

Aujourd’hui, la quasi-totalité de l’hydrogène est produite à partir de gaz naturel, ce qui rejette beaucoup de CO2 dans l’atmosphère. Il s’agit d’éliminer progressivement cet hydrogène gris.

L’hydrogène bleu est également produit à partir du gaz naturel, le CO2 étant capté et stocké durablement sous terre. Malheureusement, de grandes quantités de gaz naturel s’échappent alors, notamment du méthane, un puissant gaz à effet de serre.

La variante la plus propre est l’hydrogène vert, qui utilise de l’énergie renouvelable pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. Mais cette méthode est extrêmement inefficace. Si l’hydrogène est finalement consommé pour produire de la chaleur ou de l’électricité, plus de la moitié de l’énergie utilisée est perdue (voir à ce sujet cet article de blog ).

Nouvelles préoccupations concernant l’hydrogène

Les fuites d’hydrogène posent désormais un autre problème : jusqu’à récemment, les fuites étaient uniquement considérées comme des pertes économiques, mais les enjeux sont bien plus importants. L’hydrogène qui fuit réagit dans l’atmosphère avec les rares radicaux OH qui décomposent le méthane. Les fuites d’hydrogène prolongent donc la durée de vie du méthane dans l’atmosphère.

Les conséquences sur l’impact climatique de l’utilisation de l’hydrogène sont considérables.4 Les scénarios qui n’utilisent que de l’hydrogène vert avec des taux de fuite faibles offrent des avantages climatiques évidents. Cependant, dès que l’hydrogène bleu est introduit dans le mélange et que les taux de fuite augmentent, les avantages disparaissent parfois complètement. Un scénario avec 30 % d’hydrogène bleu et des taux de fuite supérieurs à 3 % réchaufferait davantage l’atmosphère sur une période de 20 ans que les combustibles fossiles remplacés par l’hydrogène.5.

Quelle est la quantité réellement perdue ?

La réponse est que nous ne le savons pas, car il y a très peu de recherches sur le sujet. On peut supposer que l’hydrogène présente plus de fuites que le gaz naturel, et les estimations pour les fuites de gaz naturel sont supérieures à 3 pour cent.6 L’étude la plus complète à ce jour chiffre les pertes d’hydrogène entre 2,9 et 5,6 pour cent.7.

Il existe de puissants groupes de pression qui font pression sur le plan politique pour que l’hydrogène soit utilisé le plus largement possible. De nombreuses personnes sont, comme moi, extrêmement préoccupées par les conséquences des ambitieux projets d’hydrogène en Europe, tant pour les consommateurs que pour le climat.

"L’hydrogène peut aider à assainir le système énergétique, mais il comporte aussi des risques. La Suisse - nous tous - devrait être prudente avec l’hydrogène et éviter son utilisation là où il existe de meilleures alternatives".



Concrètement, cela signifie que partout où une électrification directe est possible, par exemple pour les pompes à chaleur et les voitures électriques à batterie, les coûts de l’électricité seront bien inférieurs à ceux de l’hydrogène. Nos modèles énergétiques montrent en outre qu’une sécurité d’approvisionnement garantie par le commerce d’électricité avec l’Europe s’avère nettement plus avantageuse qu’un système électrique national autosuffisant en énergie et doté de réservoirs d’hydrogène pour l’équilibrage saisonnier de la production.9.

La politique est déjà fortement sollicitée pour fournir suffisamment d’électricité renouvelable afin d’éliminer les combustibles fossiles au cours des 20 prochaines années. Si l’hydrogène vert inefficace vient s’y ajouter, cela devient encore plus difficile.10 Si l’électricité propre ne suffit pas à produire suffisamment d’hydrogène vert, nous devrons à nouveau recourir à l’hydrogène bleu en cas de nécessité - ce que nous devrions éviter à tout prix.

Limiter l’utilisation à des applications judicieuses

Le gouvernement suisse a le mérite de se montrer beaucoup plus réticent à l’égard de l’hydrogène que de nombreux pays européens. Le Conseil fédéral a récemment annoncé qu’il n’utiliserait l’hydrogène que dans les cas où l’électrification directe n’est pas possible.11 J’espère que la Suisse maintiendra sa position et résistera à la pression du lobby de l’hydrogène. Nous devrions tous être prudents avec l’hydrogène et ne l’utiliser que là où il n’y a pas de meilleures alternatives.

Des prescriptions plus strictes, qui empêcheraient à l’avenir l’utilisation d’hydrogène gris ou bleu, pourraient y contribuer. La politique pourrait également s’engager davantage pour que la Suisse puisse continuer à participer au marché européen de l’électricité. Enfin, notre pays pourrait encourager la recherche sur les fuites d’hydrogène afin que l’hydrogène vert ne soit pas, dans la mesure du possible, utilisé au détriment du climat.

Prof. Anthony Patt