Qu’est-ce que l’hydrogène ?

Ici, sur terre, de très nombreux atomes d’hydrogène sont contenus dans l’eau, les plantes, les animaux et, bien sûr, les humains. Mais s’il est présent dans presque toutes les molécules des êtres vivants, il est très rare en tant que gaz – moins d’une partie par million en volume.

L’hydrogène peut être produit à partir de diverses ressources, comme le gaz naturel, l’énergie nucléaire, le biogaz et les énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien. Le défi consiste à exploiter l’hydrogène en tant que gaz à grande échelle pour alimenter nos foyers et nos entreprises.

Pourquoi l’hydrogène est-il important en tant que future source d’énergie propre ?

Un combustible est un produit chimique qui peut être « brûlé » pour fournir une énergie utile. Brûler signifie normalement que les liaisons chimiques entre les éléments du combustible sont rompues et que les éléments se combinent chimiquement avec l’oxygène (souvent de l’air).

Depuis de nombreuses années, nous utilisons le gaz naturel pour chauffer nos maisons et nos entreprises, et pour les centrales électriques pour produire de l’électricité ; actuellement, 85% des foyers et 40% de l’électricité du Royaume-Uni dépendent du gaz. Le méthane est le principal constituant du « gaz naturel » provenant des gisements de pétrole et de gaz.

Nous avons continué à utiliser le gaz naturel parce que c’est une ressource facilement disponible, qu’elle est rentable et qu’elle constitue une alternative plus propre au charbon – le combustible fossile le plus sale sur lequel nous avons historiquement compté pour le chauffage et la production d’électricité.

Lorsque le gaz naturel est brûlé, il fournit de l’énergie thermique. Mais un déchet à côté de l’eau est le dioxyde de carbone qui, lorsqu’il est libéré dans l’atmosphère, contribue au changement climatique. Lorsque nous brûlons de l’hydrogène, le seul déchet est la vapeur d’eau.

Quelle est la différence entre l’hydrogène bleu et l’hydrogène vert ?

L’hydrogène bleu est produit à partir de sources d’énergie non renouvelables, en utilisant l’une des deux méthodes principales. Le reformage du méthane à la vapeur est la méthode la plus courante pour produire de l’hydrogène en vrac et représente la majeure partie de la production mondiale. Cette méthode utilise un reformeur, qui fait réagir de la vapeur à une température et une pression élevées avec du méthane et un catalyseur au nickel pour former de l’hydrogène et du monoxyde de carbone.

Alternativement, le reformage autothermique utilise de l’oxygène et du dioxyde de carbone ou de la vapeur pour réagir avec le méthane et former de l’hydrogène. L’inconvénient de ces deux méthodes est qu’elles produisent du carbone comme sous-produit, de sorte que le captage et le stockage du carbone (CSC) sont essentiels pour piéger et stocker ce carbone.

L’hydrogène vert est produit en utilisant l’électricité pour alimenter un électrolyseur qui sépare l’hydrogène des molécules d’eau. Ce processus produit de l’hydrogène pur, sans sous-produits nocifs. Un avantage supplémentaire est que, parce que cette méthode utilise l’électricité, elle offre également la possibilité de détourner tout excès d’électricité – qui est difficile à stocker (comme l’énergie éolienne excédentaire) – vers l’électrolyse, en l’utilisant pour créer de l’hydrogène gazeux qui peut être stocké pour les besoins énergétiques futurs.

L’hydrogène est-il déjà utilisé comme carburant ?

Oui. Il existe déjà des voitures qui fonctionnent avec des piles à hydrogène. Au Japon, il existe 96 stations publiques de ravitaillement en hydrogène, permettant de faire le plein comme avec de l’essence ou du diesel et dans les mêmes délais qu’une voiture à carburant traditionnel. L’Allemagne compte 80 de ces stations à hydrogène et les États-Unis arrivent en troisième position avec 42 stations.

L’hydrogène est également une option de carburant léger intéressante pour le transport routier, aérien et maritime. La société internationale de livraison DHL dispose déjà d’une flotte de 100 « camionnettes à panneaux H2 », capables de parcourir 500 km sans ravitaillement.

Quels sont les freins potentiels à l’accélération de l’utilisation de l’hydrogène en tant qu’énergie propre ?

Pour que l’hydrogène soit une alternative viable au méthane, il doit être produit à l’échelle, de manière économique, et l’infrastructure actuelle doit être adaptée.

La bonne nouvelle est que l’hydrogène peut être transporté par les gazoducs, ce qui minimise les perturbations et réduit la quantité d’infrastructures coûteuses nécessaires pour construire un nouveau réseau de transport d’hydrogène. Il n’y aurait pas non plus besoin d’un changement de culture dans nos vies domestiques, car les gens sont habitués à utiliser le gaz naturel pour la cuisine et le chauffage, et des équivalents hydrogène apparaissent.

Que fait National Grid pour faire progresser l’hydrogène comme carburant vert alternatif ?

Nous nous sommes engagés à atteindre le zéro net d’ici 2050, ce qui signifie que nous devons commencer à nous préparer à changer notre utilisation du gaz au cours des prochaines années. L’un des moyens que nous proposons pour y parvenir est l’hydrogène.

L’actuel réseau national de transport (NTS) transporte le gaz naturel à travers le Royaume-Uni, et les personnes, les entreprises et l’industrie dépendent de notre réseau.

Le NTS est un réseau unique et complexe qui utilise des tuyaux en acier pour transporter le gaz naturel à haute pression. Nous devons comprendre pleinement l’impact que l’exposition à l’hydrogène à haute pression pourrait avoir sur les tuyaux, avant que le réseau puisse être converti. Des tests approfondis et des essais détaillés sont nécessaires pour établir les modifications que nous pourrions devoir apporter pour transporter l’hydrogène en toute sécurité.

Sous la bannière de HyNTS – Hydrogène dans le SNT – nous avons déjà mené plusieurs projets examinant les capacités physiques du SNT à transporter l’hydrogène. Ces projets n’ont pas seulement examiné l’impact que l’hydrogène pourrait avoir sur nos canalisations, mais aussi sur tous les équipements associés tels que les compresseurs et les vannes, ainsi que les façons dont un réseau d’hydrogène pourrait devoir fonctionner différemment à l’avenir.