Hydrogène : une source d'énergie complémentaire

Tecindustry

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Climat et protection de l’environnement

26.05.2021

Dans l’industrie, dans les transports ou pour le chauffage : à l’avenir, nous aurons besoin d’une énergie neutre en CO2 dans pratiquement tous les secteurs si nous entendons atteindre les objectifs climatiques. Pour certaines branches, ceci représente un défi considérable étant donné qu’elles ne se laissent que difficilement électrifier. Par exemple, l’industrie sidérurgique. Elle a besoin de la chaleur industrielle à haute température. En plus, la Suisse ne sera pas en mesure de couvrir ses propres besoins en électricité tout au long de l’année uniquement par le biais de l’énergie hydraulique, solaire et éolienne. Nous ne pourrons pas éviter l’importation d’énergie, surtout vers la fin de l’hiver. Toutefois, il est possible de stocker et de réutiliser l’énergie excédentaire provenant de l’énergie hydraulique, solaire et éolienne sous forme d’hydrogène (H2), en fonction des besoins.

L’hydrogène résulte de la division de l’eau (H₂O) en oxygène (O₂) et en hydrogène (H₂), un processus qui consomme beaucoup d’énergie. Si ce processus a lieu à l’aide d’électricité, on parle d’électrolyse. Si l’électricité utilisée provient d’énergies renouvelables (p.ex. énergie éolienne ou solaire), il est question d’hydrogène vert.
L’hydrogène vert issu de l’électrolyse est l’un des agents énergétiques basés sur l’électricité et fait donc partie du concept « Power-to-X ». Dans le cas de l’hydrogène, nous parlons concrètement de « power-to-H₂ », qui entre dans la catégorie « power-to-gas ».
Le rendement de l’électrolyse de l’eau pour la production d’hydrogène est d’environ 60%. Le fait que d’intenses recherches soient menées dans ce domaine, laisse supposer que l’efficacité peut encore être augmentée. Indépendamment de cela, des rendements nettement plus élevés peuvent déjà être atteints en exploitant également la chaleur résiduelle de l’électrolyse.
L’hydrogène vert est particulièrement pertinent là où les substituts aux énergies fossiles, neutres du point de vue climatique, sont rares, p.ex. dans les transports aériens, le transport longue distance de marchandises lourdes et le transport maritime. En principe, l’hydrogène sert d’« essence » à une pile à combustible. Celle-ci génère de l’électricité et entraîne un moteur électrique. Comme alternative à l’électrification, il est aussi possible de transformer l’hydrogène vert en carburants synthétiques neutres du point de vue climatique. Ces derniers servent de carburant pour les moteurs à combustion et ont le potentiel de rendre le trafic aérien neutre du point de vue climatique.
Au niveau des poids lourds, l’hydrogène vert a fait son apparition en tant que carburant neutre du point de vue climatique. En Suisse, la flotte de camions électriques Hyundai alimentés par des piles à combustible ne cesse de croître. Dans ce contexte, l’initiative privée de l’« Association pro mobilité H₂ en Suisse » jette les ponts entre les secteurs électricité-mobilité.
Il est déjà possible d’injecter certaines quantités d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel existant. General Electric (GE), membre de Swissmem, travaille au perfectionnement de ses turbines à gaz afin qu’elles puissent fonctionner avec des proportions d’hydrogène toujours plus élevées dans le gaz combustible. Par conséquent, il se pourrait donc bien qu’à l’avenir, les centrales électriques au gaz puissent être exploitées de façon neutre du point de vue climatique.