L’énergie
Production d’énergie pour les bâtiments, les sites isolés, les applications de secours ou de back-up, l’hydrogène trouve de nombreuses applications dans ce domaine. Il apporte également flexibilité aux réseaux énergétiques (électriques et gaziers) et permet le stockage et la valorisation des énergies renouvelables.
La production d’énergie connectée au réseau
Les piles à combustible présentent un potentiel pour décarboner et améliorer la flexibilité du réseau. Pour maximiser leur potentiel de décarbonation, la micro-cogénération est une technologie qui permet de produire de la chaleur et de l’électricité pour le bâtiment tertiaire ou l’habitat (individuel ou collectif), à partir d’hydrogène et d’une pile à combustible. Cette réaction produit naturellement de la chaleur qui peut être valorisée via un ballon de stockage thermique pour l’eau chaude sanitaire ou pour du chauffage aérothermique (air chaud). Le bon rendement des technologies à micro-cogénération font d’elles un excellent système de chauffage pour faire des économies d’énergie. La production d’électricité est un second atout qui amène vers l’autoconsommation.
La production d’énergie hors réseau
L’hydrogène peut permettre de décarboner des sites non connectés au réseau électrique. En site isolé, on retrouve principalement une production d’électricité à partir d’énergies renouvelables couplée à un stockage par l’intermédiaire de l’hydrogène, plus adapté que la batterie pour un stockage à « long terme ». En effet, il permet de stocker de grandes quantités d’énergie en occupant un espace moindre en comparaison aux batteries.
Les groupes électrogènes permettent d’assurer la fourniture d’électricité de manière temporaire. Ils peuvent être utilisés pour des applications en secours afin d’avoir une alimentation en cas de panne. On les retrouve également sur de l’événementiel où leur avantage réside dans l’absence de bruit et l’absence d’émission de particules et autres polluants.
Le Power-to-gas
Cette opération consiste à transformer la part d’énergie électrique inutilisée (d’origine renouvelable et éventuellement nucléaire) en hydrogène par électrolyse de l’eau.
Cet hydrogène peut alors être utilisé de diverses manières :
- combiné à des atomes de carbone issus du CO2 pour obtenir des molécules de méthane injectables dans le réseau de distribution de gaz naturel. Cette voie est intéressante puisqu’elle permet de recycler le CO2 fatal rejeté par les chaufferies, les centrales thermiques, l’industrie, la méthanisation lorsque ce CO2 n’est pas enfoui en stockage géologique ;
- injecté dans des canalisations de gaz naturel pour obtenir un mélange. Ce mélange présente l’avantage d’une combustion plus rapide et plus stable que le méthane pur. Avec la proportion de 20% d’hydrogène, il diminue de 8% la quantité de gaz à effet de serre et de 10 % celle des oxydes d’azote rejetés ;
- pour stocker les énergies renouvelables et les restituer au réseau électrique au moment voulu, après reconversion en électricité via une pile à combustible, on parle alors de « Power-to-Power », opération qui présente l’inconvénient d’une perte de rendement global d’un facteur de l’ordre de 2 ;
- pour une utilisation industrielle (raffinage, agrochimie, élaboration de matériaux etc.) en remplacement l’hydrogène obtenu par reformage dont la production émet de grandes quantités de dioxyde de carbone.
A l’horizon 2030, ces usages énergétiques, représenteraient 45 000 tonnes/an d’hydrogène renouvelable et bas-carbone, pour des projets de flexibilité du réseau électrique, de stockage d’énergie, et de ré-électrification, comme il en existe aujourd’hui en Guyane par exemple.