L’hydrogène est considéré depuis longtemps comme un élément clé dans le succès de la transition énergétique : il peut servir de source d’énergie, de support de stockage et de vecteur énergétique sans émissions de CO2, en plus de relier les secteurs de l’énergie, des transports, des bâtiments et de l’industrie. L’hydrogène « vert » généré par électrolyse à partir d’électricité renouvelable et d’eau, par exemple, peut être transporté via l’infrastructure de gaz existante, stocké temporairement, puis utilisé dans les bâtiments comme source d’énergie pour un système de chauffage neutre en carbone. L’hydrogène a donc un rôle à jouer dans la décarbonation et la réalisation d’objectifs climatiques mondiaux dans le secteur des bâtiments.  La division Smart infrastructure de Siemens s’engage à connecter intelligemment les systèmes énergétiques, la technologie du bâtiment et les industries afin de guider technologiquement l’évolution de nos modes de vie et de travail. Les solutions d’automatisation énergétique et de réseaux intelligents sont au cœur de systèmes évolutifs qui s’adaptent à notre monde en pleine transformation.

Les climatologues, les experts en environnement, la société et le monde politique sont unanimes : la transition énergétique est cruciale pour limiter le changement climatique et le réchauffement de l’atmosphère terrestre. Il existe également un consensus sur le fait que le changement climatique et ses corollaires – la montée du niveau de la mer et la multiplication des catastrophes environnementales – résultent de l’activité humaine. En brûlant des combustibles fossiles pour l’industrie et la mobilité, le chauffage des bâtiments et, surtout, la production d’électricité, nous générons trop de dioxyde de carbone nocif.

Il est possible d’exploiter les énergies renouvelables – issues essentiellement d’installations solaires, éoliennes et hydroélectriques – pour produire de l’électricité, afin de diminuer significativement les émissions de CO2 et de limiter le réchauffement mondial à 1,5 °C comme stipulé dans l’accord de Paris sur le climat. Dans le même temps, il est essentiel de réduire la consommation absolue d’énergie, par exemple en améliorant l’efficacité des consommateurs énergétiques. Des économies d’énergie jusqu’à 30 % sont réalisables dans le domaine des technologies du bâtiment, simplement en remplaçant des systèmes de chauffage vétustes par des chaudières à gaz à condensation équipées d’une technologie de contrôle avancée. En Europe, 60 % de toutes les installations de chauffage sont obsolètes.

Pour chauffer les bâtiments, le secteur utilise des pompes à chaleur alimentées par la chaleur ambiante (environ 75 %) et l’électricité (25 %). Il faudra toutefois attendre plusieurs années encore avant que les systèmes de chauffage avancés se généralisent et leur installation n’est pas toujours aisée, particulièrement dans le bâti existant. Par ailleurs, la quantité d’électricité renouvelable disponible n’est pas encore suffisante pour l’électrification à grande échelle des bâtiments, des transports et de l’industrie. Dernier obstacle, et non des moindres, il sera nécessaire d’étendre massivement les réseaux d’électricité pour atteindre ces objectifs.

Stockage intermédiaire d’énergie renouvelable
Lors du sommet du G20 à Rome en octobre 2021, les participants se sont accordés sur la nécessité de renforcer leurs actions pour protéger le climat. Mais avec l’utilisation croissante de l’énergie solaire et éolienne pour générer de l’électricité, il devient de plus en plus difficile d’équilibrer la production et la consommation sur les réseaux. Il est dès lors nécessaire de stocker l’énergie. Une des possibilités consiste à produire de l’hydrogène. Une certaine quantité d’hydrogène peut déjà être injectée dans les réseaux de gaz et utilisée dans les systèmes de chauffage en combinaison avec le gaz naturel.

Plusieurs études approfondies ont montré que la présence de 10 % d’hydrogène dans le gaz naturel ne pose pas de problème pour les consommateurs. La plupart des équipements peuvent déjà accepter 20 % d’hydrogène. Il est dès lors possible d’exploiter le surplus d’électricité de manière climatiquement neutre en utilisant des systèmes d’électrolyse pour décomposer l’eau en oxygène et hydrogène, puis d’utiliser ce dernier via l’infrastructure de gaz existante.

Projet de production d’hydrogène à  Wunsiedel

Il existe déjà des installations pilotes qui fonctionnent sur ce modèle. Une des premières centrales de production d’hydrogène « vert » est en cours de construction à Wunsiedel, dans le Fichtelgebirge bavarois. Avec une capacité de 6 MW en phase initiale, c’est l’une des plus grandes en son genre. Elle servira d’exemple pour toute l’Allemagne.

La possibilité de recourir à des mélanges de proportions variables permet d’employer l’hydrogène pour chauffer les bâtiments tout en équilibrant les réseaux électriques et d’exploiter les installations au gaz existantes de manière de plus en plus respectueuse du climat.

L’énorme potentiel de l’hydrogène
Selon la feuille de route pour l’hydrogène de la Fédération allemande du secteur du gaz et de l’eau (DVGW), il doit être possible d’augmenter la proportion d’hydrogène dans les réseaux de gaz jusqu’à 100 % pour un futur climatiquement neutre. Cependant, d’autres innovations techniques et des changements de normes fondamentaux seront nécessaires pour convertir toutes les installations au gaz. Il va sans dire que l’injection d’hydrogène à grande échelle dans le réseau de gaz ne sera pas réalisable à court terme. Mais cette approche est très prometteuse, car elle offre des possibilités d’expansion constante et permet de continuer à utiliser les infrastructures existantes, grâce à des appareils consommateurs « compatibles hydrogène ».

Pour réussir la transition énergétique dans le secteur des bâtiments, il est impératif de mener une stratégie ouverte à toutes les technologies. L’hydrogène offre une opportunité unique de fédérer les différents secteurs, en jouant un rôle de support de stockage d’énergie et de vecteur énergétique pour le chauffage des bâtiments. En prévision de cette évolution, l’industrie des installations de chauffage au gaz est en train d’adapter ses technologies à l’utilisation de l’hydrogène.

Survol des projets basés sur l’hydrogène en Europe :
www.h2-project-visualisation-platform.entsog.eu

Vous voulez savoir les mesures prises par la Belgique en faveur de la transition énergétique ? Surfez sur www.onfaitquoipourleclimat.be