l’hydrogène, entre les îles et les vallées

epa07753073.EPA-EFE/KARSTEN KLAMA [EPA-EFE/KARSTEN KLAMA]

Grâce à la combustion d’hydrogène propre produit par l’énergie éolienne, l’autosuffisance énergétique est à portée de main pour les petites communautés. Une question se pose désormais : l’Europe est-elle en mesure de répliquer ce schéma à plus grande échelle ?

En 2013, les îles Orcades ont été victimes de leur succès. Ces îles venteuses au nord-est de l’Écosse produisaient de l’énergie grâce à d’imposantes éoliennes depuis des années et étaient enfin parvenues à en produire assez pour couvrir les besoins en électricité de la population.

Néanmoins, à partir de 2013, force était de constater que la quantité d’électricité produite par les éoliennes était supérieure à celle dont les îles avaient besoin. De plus, le raccordement au réseau électrique britannique était trop faible pour envoyer le surplus ailleurs. Autrement dit, les deux grandes turbines éoliennes devaient être mises à l’arrêt en temps de pointe maximale de vent. Il a alors fallu trouver un moyen d’utiliser l’énergie excédentaire afin de maintenir les éoliennes en fonctionnement.

La solution imaginée : l’hydrogène. Le projet BIG HIT (Building Innovative Green Hydrogen Systems in Isolated Territories) a été mis en place afin de produire de l’hydrogène grâce au surplus d’énergie. Très vite, les éoliennes ont non seulement pu continuer à tourner pendant les périodes de pointe, mais les avantages perçus ont également été bien au-delà de la production d’électricité, allant de l’alimentation des véhicules au chauffage des maisons.

« Comme beaucoup d’autres îles, les Orcades ont dû surmonter de nombreux défis », a déclaré Nigel Holmes, le gestionnaire du projet BIG HIT et directeur général de l’Association écossaise de l’hydrogène et des piles à combustible (the Scottish Hydrogen and Fuel Cell Association). « Nous avons dû importer de l’énergie sous forme de combustibles liquides, notamment du gaz propane liquide, de l’essence, du diesel et du mazout de chauffage. En d’autres termes, le coût des combustibles aux Orcades est bien plus élevé que sur le continent et l’économie locale en prend un coup. »

Désormais, dans les Orcades, l’hydrogène permet le chauffage de bâtiments publics et l’alimentation de camions.

Orkney Islands Hydrogen

Toutefois, le chemin pour y parvenir était semé d’embuches. L’un des défis les plus complexes à surmonter résidait dans le fait que l’offre devait correspondre presque parfaitement à la demande. Le tout doit exister dans une « économie hydrogène » intégrée, où la production, le transport et l’utilisation de l’énergie sont contrôlés comme un ensemble.

« Nous devons être conscients que lorsque nous commençons à produire de l’hydrogène, nous ne devons pas seulement penser à l’offre, mais aussi à la demande. Si elles ne s’équivalent pas, nous ne produirons pas assez d’hydrogène ou nous n’utiliserons pas tout son potentiel. Une fois que l’on atteint un certain niveau, c’est plus simple. On peut ajouter quelques maisons ou camions sans problème. Mais, au début, il convient de rester vigilant avec les différentes utilisations de l’hydrogène. »

Le stockage de l’énergie soulève une autre problématique. L’hydrogène est produit sur deux sites : l’île Shapinsay et l’île Eday. L’énergie peut être produite à différents endroits et être transportée sur des semi-remorques d’une capacité de traction d’un quart de tonne d’hydrogène. Ceux-ci peuvent également être utilisés comme accumulateurs, et cette nouvelle technologie de batteries de piles à combustible implique qu’ils peuvent stocker bien plus que les batteries lithium-ion. Cette avancée a d’ailleurs été essentielle au bon déroulement du projet BIG HIT.

Le projet HEAVENN

Le projet BIG HIT est un projet parmi tant d’autres s’attelant au développement d’« îles hydrogène », des communautés qui peuvent accéder à l’autonomie énergétique grâce l’utilisation d’hydrogène. Elles perçoivent des aides financières de la part de l’Initiative technologique conjointe sur les piles à combustible et hydrogène (FCH JU), un partenariat public-privé entre la Commission européenne, les industriels et les milieux européens de la recherche œuvrant au développement des technologies de l’hydrogène en Europe. Leurs premières expériences enrichissantes sont par ailleurs transmises à d’autres projets subventionnés par le FCH JU.

« Tout est basé sur la réciprocité », explique M. Holmes. « Nous avons tiré de nombreux avantages du soutien de la FCH JU afin de permettre la progression du projet. Néanmoins, ce que nous avons appris du projet BIG HIT est maintenant transmis à d’autres projets FCH JU. L’annonce faite plus tôt cette année concernant la mise en place du projet HEAVENN dans le nord des Pays-Bas en est un exemple phare ».

Le projet, non loin de la ville de Groningen, vise à créer une « vallée hydrogène » plutôt qu’une « île hydrogène », car il ne serait pas complètement séparé du réseau électrique.

Une « vallée hydrogène » est une zone géographique où plusieurs applications liées à l’hydrogène sont combinées à un écosystème intégré couvrant la totalité de la chaîne de valeur : la production, le stockage, la distribution et l’utilisation finale. Les zones industrielles, qui produisent et consomment de grandes quantités d’énergie dans un petit espace, en bénéficient particulièrement.

Le projet HEAVENN (H2 Energy Applications in Valley Environments for Northern Netherlands) est entrepris par 31 entités publiques et privées de six pays européens. Il comprend quatre pôles et devrait être finalisé d’ici à la fin 2025. La grande quantité d’énergie éolienne produite dans la mer du Nord sera connectée à un système de stockage et à une infrastructure, elle sera transformée en chaleur et en électricité pour les zones résidentielles et industrielles et elle permettra également d’alimenter les véhicules de transport.

D’autres projets d’économie hydrogène sont actuellement sur le feu. En Allemagne, le gouvernement est à la recherche de six régions et municipalités afin d’y implanter leurs projets pilotes « HyLand ». En France, la première « vallée zéro émission » est en cours de développement dans les régions de Chambéry et Aix-les-Bains.

Bien que l’hydrogène vert pourrait apporter d’énormes avantages climatiques, en permettant d’importantes réductions d’émissions de gaz à effet de serre dans le secteur des industries lourdes, les militants écologistes craignent que la production d’hydrogène de tous ces projets ne provienne pas de sources d’énergie renouvelables.

À l’heure actuelle, la quasi-totalité de l’hydrogène européen provient de sources fossiles. Dès lors, la nouvelle infrastructure de pipeline envisagée a été reçue avec scepticisme.

Mais, les projets pour une utilisation intégrée d’hydrogène vert dans les zones plus petites déclenchent, quant à eux, un enthousiasme plus répandu, même si l’idée de déploiement à grande échelle de l’hydrogène n’est pas acceptée de tous.

« Le concept de vallée d’hydrogène — transporter l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement dans une zone hautement industrielle — est intéressant », affirme Tara Connolly, une militante écologiste de la fédération des Amis de la Terre Europe. « Ils tentent de créer la demande pour l’hydrogène et construisent ensuite l’infrastructure dans la même zone. Là où l’hydrogène renouvelable possède une valeur, c’est dans les zones difficiles à décarboner où il faut des températures élevées. Alors peut-être que certaines d’entre elles auraient un sens. »

Selon Nigel Holmes, si Bruxelles souhaite que l’hydrogène permette de respecter les objectifs de neutralité carbone d’ici à 2050, alors il est temps d’œuvrer au déploiement de cette technologie. « Si nous ne commençons pas dès maintenant à déployer certaines de ces technologies sur le marché, nous ne pourrons pas accroitre leur portée assez rapidement pour développer un marché de masse dans années 2020 et 2030, ce qui nous permettra de réduire les émissions de carbone », ajoute-t-il.

« Tout cela est totalement faisable et devrait être pris en considération. »

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