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Hydrogène : quelle place dans le résidentiel ?

20 / 04 / 2020

 

Depuis plusieurs mois, l’hydrogène s'impose comme une solution de choix pour l'atteinte des objectifs ambieux de la transition énergétique et plus particulièrement ceux liés à la décarbonation dans laquelle notre pays s’est engagé pour atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Mis en avant par le Gouvernement  comme vecteur de choix pour décarboner la mobilité et l’industrie, l’hydrogène reste toutefois encore peu présent au sein des usages stationnaires, que ce soit en usage direct dans le bâtiment ou encore en stockage d’énergie électrique excédentaire. Et pourtant les potentialités sont bien là.

 

Mix énergétique français : que faut-il décarboner ?

 

Pour bien comprendre les enjeux et opportunités de l’hydrogène dans le résidentiel, il  faut  revenir à la structure actuelle de notre mix énergétique dont une représentation (hors carburants) est donnée ci-dessous :

 

La lecture de ce graphique nous apporte trois enseignements majeurs : tout d’abord c’est bien grâce à la complémentarité de toutes les énergies que nous arrivons à faire face aux appels de puissance nécessaires pour répondre à la demande de l’ensemble de notre pays , en tout temps et en tout lieu. Le second point tient dans la grande thermo-sensibilité de notre mix énergétique, qui pour la période considérée d’avril 2016 à fin mars 2017, se situe dans un rapport de 1 à 4 entre l’été et l’hiver. Enfin, dernier point et non des moindres, au plus fort de l’hiver, l’électricité ne peut répondre qu’à peine à 30% de la demande. Ce sont les énergies thermiques et pilotables, notamment le gaz, qui assurent le bouclage de l’équilibre offre/demande.

 

Partant de ces constats, une conclusion s’impose : décarboner le mix énergétique, c’est avant tout décarboner le gaz, vue la place qu’il occupe actuellement dans notre mix énergétique. Une conclusion d’autant plus prégnante que notre électricité est déjà largement décarbonée grâce au recours du nucléaire, sauf pour satisfaire les besoins de pointe hivernale.

 

 

Vers la production de gaz renouvelables

 

La décarbonation du gaz a dépassé le stade du concept et est d’ores et déjà réalité dans les territoires, au travers de la méthanisation notamment. Mais alors quelle place pour l’hydrogène, sujet premier de ce papier ?

Tout est en fait question de temporalité et le graphique ci-dessous, issu de l’étude Ademe « vers un mix de gaz 100% renouvelable » (février 2018), permet de  cerner les enjeux :

 

Depuis 2011 et la première unité de méthanisation raccordée sur le réseau de gaz, la décarbonation du gaz est opérationnelle. La progression est depuis exponentielle et ce sont déjà plus de 130 unités qui injectent, en mars 2020, du biométhane en mélange dans le réseau de gaz. A titre de comparaison, cette production permet de satisfaire l’ensemble des besoins des logements gaz construits et raccordés en 2019 en France. Une dynamique réelle qui devrait conduire à  200 unités raccordées fin 2020.

 

Mais pour décarboner l’ensemble des usages gaz, cette seule production de biométhane ne suffira pas. Le potentiel identifié à terme par l’Ademe pour la méthanisation est de 140 TWh, à comparer à une demande de gaz tous usages (y compris mobilité) estimée en 2050 à environ 290 TWh, contre 430 TWh aujourd’hui. C’est là qu’entre en scène notre vecteur hydrogène.

Il ne s’agit plus cette fois de valoriser de la biomasse agricole ou issue des déchets de l’industrie agroalimentaire, mais d’adresser d’autres gisements issus, d’une part de déchets solides tels que le bois ou les combustibles solides de récupération (CSR) via la gazéification, mais également de valoriser l’électricité renouvelable excédentaire pour mettre en œuvre l’électrolyse de l’eau (H2O) et arriver à la production significative d’hydrogène vert (H2), stockable dans la durée. Si les potentiels sont conséquents pour ces deux dernières filières (de l’ordre de 300 TWh, source étude ADEME), leur mise en œuvre en est encore au stade de démonstrateurs, voire de pilotes et ne devraient pas être pleinement opérationnels avant 2025.

 

 

Anticiper pour valoriser le potentiel des réseaux existants

 

Pour autant c’est désormais une certitude : l’hydrogène va bel et bien constituer une part importante du mix de gaz demain comme réponse de choix à la décarbonation du bâtiment. Il est important d’anticiper dès à présent cette arrivée et de procéder aux adaptations nécessaires des réseaux de gaz et des équipements, chaudières notamment.

Lancée en 2018, l’expérimentation menée près de Dunkerque et dénommée GrHyd, vient de prendre fin. Pendant plusieurs mois, des tests ont été réalisés in situ, en injectant des...

 

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