Parmi un ensemble de nouvelles maisons à la périphérie nord de Melbourne en Australie, une demeure se distingue. Pas que vous le sauriez en la regardant de l’extérieur. HyHome, dévoilée cette année par l’Australian Gas Infrastructure Group, est la première maison alimentée à l’hydrogène en Australie.
Une maison alimentée à l’hydrogène
La maison de démonstration de Wollert est équipée de systèmes d’eau chaude, de chauffage, d’une table de cuisson et d’un barbecue fonctionnant à l’hydrogène ; il s’agit de certains des premiers appareils compatibles à 100 % avec l’hydrogène à être développés pour le marché domestique.
Les partenaires qui ont construit HyHome reconnaissent ce que d’autres, dont le magnat milliardaire de l’industrie minière Andrew “Twiggy” Forrest, ont compris : l’hydrogène a le potentiel de révolutionner la façon dont nous alimentons notre économie.
Bien que l’hydrogène de HyHome soit fourni par des réservoirs de gaz sur site, les raccords de tuyauterie correspondent à ceux qui seraient raccordés au réseau de gaz. Le projet constitue donc une preuve de concept précise de la manière dont les futures habitations pourraient fonctionner sur un réseau de gaz entièrement alimenté par de l’hydrogène.
L’hydrogène est un combustible plus propre que le gaz naturel car la combustion de l’hydrogène dans l’air produit de la chaleur et de la vapeur d’eau, un processus neutre en carbone, contrairement à la combustion du gaz naturel qui produit du dioxyde de carbone.
Le mélange d’hydrogène avec le gaz naturel existant, ou l’utilisation d’hydrogène pur dans le réseau de gaz, réduit la quantité de gaz naturel nécessaire, ce qui peut contribuer à réduire les émissions de dioxyde de carbone dans des secteurs difficiles à décarboniser, tels que le chauffage ou les processus de fabrication industrielle.
La stratégie nationale pour l’hydrogène du gouvernement australien a identifié l’utilisation de l’hydrogène dans les réseaux de gaz comme un domaine prioritaire pour la recherche, les essais et les projets de démonstration.
Parmi les projets de mélange d’hydrogène testés en Australie, on peut citer l’entreprise énergétique ATCO qui fournit un mélange d’hydrogène de 2 à 10 % (en volume) à 2 700 raccordements au réseau de gaz en Australie occidentale et l’Australian Gas Infrastructure Group qui alimente 4 000 propriétés à Adélaïde avec un mélange d’hydrogène de 5 %.
À l’heure actuelle, 41 pays ont mis en place des stratégies en matière d’hydrogène pour atteindre les objectifs de zéro émission nette d’ici 2050.
À l’échelle mondiale, les gouvernements et l’industrie s’intéressent de près au mélange d’hydrogène. Au Royaume-Uni, le partenariat HyDeploy de l’université de Keele a réussi à alimenter 668 maisons, une école, plusieurs petites entreprises et une église dans une ville du nord de l’Angleterre avec un mélange d’hydrogène à 20 % pendant un an.
Le projet a également testé avec succès l’utilisation d’un mélange d’hydrogène à 20 % à l’échelle industrielle, en approvisionnant une usine de verre à forte consommation d’énergie et l’usine de fabrication d’Unilever dans le nord-ouest de l’Angleterre.
L’hydrogène dans le réseau pose toutefois plusieurs problèmes.
Attribution d’une ressource très demandée
L’hydrogène fait l’objet d’une forte demande. Pour que le mélange d’hydrogène ait un effet positif sur la réduction des émissions, il faut utiliser de l’hydrogène vert, produit par électrolyse de l’eau, plutôt que de l’hydrogène gris ou brun, produit à partir de combustibles fossiles.
La production d’hydrogène vert est actuellement coûteuse. Il nécessite de l’électricité renouvelable et beaucoup d’eau propre, deux ressources très demandées.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, l’hydrogène à faibles émissions représente actuellement moins de 1 % de l’ensemble de la production et de l’utilisation de l’hydrogène.
D’aucuns soutiennent que le mélange d’hydrogène et de gaz naturel constitue une utilisation inefficace d’une ressource coûteuse, et qu’il risque de “blanchir” l’utilisation continue du gaz naturel alors que l’accent pourrait être mis sur la transition vers des technologies électriques telles que les pompes à chaleur.
L’acheminement de l’hydrogène dans les foyers
La densité énergétique volumétrique de l’hydrogène est inférieure à celle du gaz naturel. Cela signifie qu’il faut un plus grand volume d’hydrogène que de gaz naturel pour obtenir la même production d’énergie.
Le Centre australien de l’hydrogène indique qu’un réseau 100 % hydrogène réduirait la capacité du réseau de 13 %, mais ajoute que cela n’aurait pas d’incidence sur l’approvisionnement.
L’hydrogène est également incompatible avec certains métaux, avec un risque de fragilisation entraînant des fractures dans les tuyaux et les réservoirs de stockage, ce qui peut provoquer des fuites de gaz.
L’entreprise publique Evoenergy et l’Institut de technologie de Canberra ont démontré, dans leurs installations d’essai à Canberra, que l’hydrogène vert à 100 % est compatible avec les tuyaux et les raccords du réseau de gaz actuel du Territoire de la capitale australienne (Australian Capital Territory).
L’installation a également mesuré les performances des appareils ménagers courants fonctionnant à l’hydrogène, montrant que les tables de cuisson modernes peuvent utiliser en toute sécurité un mélange d’hydrogène à 20 %.
Des mélanges d’hydrogène beaucoup plus élevés nécessiteraient le remplacement des appareils à gaz existants. Une approche consiste à introduire progressivement des “appareils prêts pour l’hydrogène”, permettant aux consommateurs de continuer à utiliser le gaz naturel jusqu’à ce que le réseau gazier passe à l’hydrogène.
Sécurité
Comme le gaz naturel, l’hydrogène est un gaz clair, incolore et inodore. Des odorants sont ajoutés au gaz naturel pour que les fuites puissent être facilement détectées grâce à son odeur distinctive. Il sera important d’odoriser l’hydrogène avec cette même odeur ou une nouvelle odeur pour l’utilisation de l’hydrogène dans les habitations.
L’hydrogène est plus facile à enflammer que le gaz naturel en raison de sa gamme beaucoup plus large de concentrations inflammables dans l’air et d’une énergie d’allumage plus faible.
Cela peut sembler inquiétant, mais avec des contrôles techniques appropriés pour prévenir les fuites et des mesures de sécurité obligatoires, telles que la ventilation et les détecteurs de gaz, l’hydrogène dans ces applications n’est pas plus dangereux que le gaz naturel.
En fait, certaines des propriétés de l’hydrogène en font une alternative plus sûre. Il est non toxique et 14 fois plus léger que l’air, de sorte qu’en cas de fuite à l’air libre, il s’élèverait et se dissiperait très rapidement.
Un fait moins connu à propos de l’hydrogène est qu’il est considéré comme un gaz à effet de serre indirect. L’hydrogène réagit avec les molécules de l’atmosphère, ce qui prolonge la durée de vie de certains gaz à effet de serre, comme le méthane.
L’opinion publique
La réputation trompeuse de l’hydrogène en tant que gaz dangereux et hautement explosif, illustrée par la catastrophe du Hindenburg, est progressivement remise en question.
Le succès d’essais à long terme tels que l’Hydrogen Park, en Australie-Méridionale, qui fournit en toute sécurité aux habitants d’Adélaïde un mélange d’hydrogène à 5 % depuis plus de deux ans, devrait convaincre le public que l’hydrogène peut être utilisé à grande échelle dans le réseau de gaz et dans nos maisons.
Il est intéressant de noter qu’une étude a montré que les gens pensent que la propriété de l’hydrogène de brûler avec une flamme presque invisible perturberait gravement leurs pratiques culinaires, mais n’affecterait pas le chauffage domestique.
L’hydrogène a-t-il sa place dans le réseau gazier ?
L’Australie va de l’avant avec le mélange d’hydrogène, car de nouveaux projets – tels que Hydrogen Park Gladstone et HyP Murray Valley, qui fourniront un mélange d’hydrogène à 10 % à 700 ménages dans le Queensland et au réseau de gaz d’Albury et de Wodonga en 2024 – continuent de bénéficier d’un financement.
Le remplacement du gaz par l’électricité semble être la solution privilégiée pour l’extinction des combustibles fossiles dans les foyers.
Toutefois, la réalité est que cette transition prendra du temps et que le réseau de gaz dont nous dépendons fortement fera probablement partie du système énergétique pendant de nombreuses années, voire pour toujours.
Pendant cette période de transition, le mélange d’hydrogène vert au gaz naturel pourrait constituer une solution rapide qui jouerait un rôle modeste mais important dans la décarbonation du réseau gazier et la réduction des émissions de nos ménages.
L’hydrogène, une source d’énergie propre
L’hydrogène est un combustible plus propre que le gaz naturel car la combustion de l’hydrogène dans l’air produit de la chaleur et de la vapeur d’eau, un processus neutre en carbone, contrairement à la combustion du gaz naturel, qui produit du dioxyde de carbone.
L’intégration de l’hydrogène dans le mélange de gaz naturel existant, ou l’utilisation d’hydrogène pur dans le réseau de gaz, réduit la quantité de gaz naturel nécessaire, ce qui peut aider à réduire les émissions de dioxyde de carbone dans des secteurs difficiles à décarboner, tels que le chauffage ou les processus de fabrication industrielle.
En synthèse
La transition vers l’hydrogène pourrait jouer un rôle important dans la décarbonation de notre réseau énergétique. Il reste toutefois des défis à relever, notamment en ce qui concerne la production d’hydrogène vert, l’adaptation de notre infrastructure existante et l’acceptation du public. Néanmoins, des projets comme HyHome en Australie montrent que l’hydrogène a le potentiel de révolutionner la façon dont nous alimentons nos maisons et notre économie.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?
L’hydrogène vert est produit par électrolyse de l’eau, en utilisant de l’électricité renouvelable. Il est considéré comme une source d’énergie propre car sa combustion ne produit que de la chaleur et de la vapeur d’eau.
Quels sont les avantages de l’hydrogène comme source d’énergie ?
L’hydrogène est une source d’énergie propre et renouvelable. Il peut être produit localement, réduisant ainsi notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles importés. De plus, l’hydrogène peut être stocké et transporté, ce qui permet de surmonter certains des défis associés à d’autres formes d’énergie renouvelable.
Quels sont les défis associés à l’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie ?
Il existe plusieurs défis associés à l’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie. Cela comprend le coût de production de l’hydrogène vert, l’adaptation de notre infrastructure énergétique existante pour utiliser l’hydrogène, et l’acceptation du public de l’hydrogène comme source d’énergie.
Qu’est-ce que HyHome ?
HyHome est une maison de démonstration en Australie qui est alimentée à 100% par l’hydrogène. Elle a été développée par l’Australian Gas Infrastructure Group et est équipée de systèmes d’eau chaude, de chauffage, de cuisinière et de barbecue alimentés à l’hydrogène.
Quel est le rôle de l’hydrogène dans la décarbonation de notre réseau énergétique ?
L’hydrogène a le potentiel de jouer un rôle clé dans la décarbonation de notre réseau énergétique. En remplaçant le gaz naturel par de l’hydrogène, nous pouvons réduire les émissions de dioxyde de carbone de notre réseau énergétique. Cependant, cela nécessitera des investissements significatifs dans la production d’hydrogène vert et l’adaptation de notre infrastructure énergétique existante.
Références
Hugh Davies est chercheur doctorant en génie chimique à l’université de Bath et à l’université Monash. Ses recherches portent sur les matériaux énergétiques pour les applications énergétiques durables.
[ Rédaction ]
