Hydrogène dans les bâtiments est-ce possible ?

Hydrogène dans les bâtiments est-ce possible ?

L’Allemagne a fait un nouveau pas vers l’hydrogène avec le premier train à hydrogène entré en service commercial. L’hydrogène est de plus en plus connu comme une nouvelle alternative, au moteur thermique avec les énergies fossiles des transports. En effet, il commence à être mis en avant pour décarbonater la mobilité et l’industrie. Cependant, on le connaît moins concernant l’alimentation des bâtiments. Or, aujourd’hui où l’enjeu énergétique devient une question primordiale de nos sociétés, est-ce la solution pour obtenir des bâtiments plus autonomes ?

Il existe déjà 200 000 logements équipés d’installations hydrogènes au Japon. Cependant, une autre solution est également envisagée : l’injection de l’hydrogène dans les réseaux de gaz.

Qu’est-ce que l’hydrogène ?

L’hydrogène est l’élément chimique gazeux le plus abondant et présent dans la composition de l’eau. En effet, la molécule d’eau contient un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène. L’hydrogène est également présent dans les hydrocarbures (atomes de carbone et d’hydrogène).

Pour le produire, il est donc nécessaire de réaliser une réaction chimique afin de séparer les atomes. Par exemple, la séparation peut se faire par électrolyse de l’eau ou par gazéification des déchets.

L’hydrogène peut être stocké sous trois formes :
gazeuse avec un stockage à haute pression,
liquide avec un stockage à très basse température,
solide avec un stockage à base d’hydrures.

Celui-ci est la plupart du temps stocké dans une pile à combustible afin de générer de l’énergie, notamment, dans les transports.

Est-il possible de recourir à une alimentation 100 % hydrogène dans les bâtiments neufs et anciens?

L’hydrogène pourrait permettre une alimentation en électricité et en chaleur des bâtiments. En effet, l’hydrogène offre une solution de stockage et de flexibilité qui peut répondre aux besoins thermiques des bâtiments "RT2020, RT202X". Cependant, pour produire de l’hydrogène dans les immeubles, il serait nécessaire d’installer des panneaux solaires, de la micro-hydraulique ou des éoliennes.

Aujourd’hui, il existe déjà des bâtiments qui ont opté pour l’hydrogène. Par exemple, l’immeuble Delta Green à Saint-Herblain fonctionne grâce à l’hydrogène et au solaire. En effet, des panneaux photovoltaïques ont été installés sur la toiture afin de produire de l’électricité. Ensuite, cette électricité permet de séparer en deux la molécule d’eau : l’hydrogène et l’oxygène. Ensuite, l’hydrogène est alors stocké dans une pile à combustible et peut être utilisé dans les réseaux du bâtiment.

Néanmoins, les coûts de fonctionnement freinent le développement des bâtiments 100 % hydrogène. En effet, la production d’hydrogène avec les énergies renouvelables demeure légèrement plus chère que la production à partir d’une énergie fossile.

En 2019, la première chaudière 100 % hydrogène a été présentée, ce qui permet d’envisager sérieusement une avancée dans des réseaux 100 % hydrogène.

Qu’est-ce que la mixité des énergies avec l’hydrogène dans les bâtiments ?

En pic hivernal, il faut savoir que l’électricité ne répond qu’à 30 % de la demande. Les énergies thermiques telles que le gaz prennent alors le relai. Or, pour répondre à la demande énergétique, il est nécessaire de recourir à la complémentarité de toutes les énergies disponibles. L’hydrogène pourrait permettre également de répondre à l’enjeu pour décarboner l’énergie.

Par exemple, il est tout à fait possible d’avoir recours à l’hydrogène pour faire un mélange de gaz. Cela participe à la décarbonisation des bâtiments. Néanmoins, pour cela, il peut être nécessaire de procéder à certaines adaptations des réseaux de gaz et des équipements tels que les chaudières.

D’ailleurs, une expérimentation sur le sujet a été réalisée : GrHyd. Il en ressort qu’il est, tout à fait possible, d’injecter dès à présenter 6 % d’hydrogène dans les réseaux de gaz naturel existants. Ce pourcentage peut même monter jusqu’à 20 % dans certaines conditions.

Une autre solution est la méthanation, c’est-à-dire, combiner l’hydrogène avec du dioxyde de carbone (CO2) afin de former du méthane de synthèse qui a les mêmes caractéristiques que le gaz naturel et qui peut donc, être injecté directement dans les réseaux.

Quel avenir pour l’hydrogène dans les bâtiments ?

Dans les bâtiments, deux choix sont possibles :
opter pour un mélange avec 20 % d’hydrogène sans adaptation des réseaux ou équipements,
un usage de 100 % d’hydrogène avec des équipements dédiés.

Ainsi, pour l’instant, il n’est quasiment pas possible d’alimenter totalement un bâtiment à l’hydrogène, mais il est possible de rendre l’alimentation mixte avec les panneaux photovoltaïques, les éoliennes ou encore de la micro-hydraulique.

Par contre, à l’échelle d’une maison individuelle, les batteries pourraient permettre de couvrir la consommation d’un foyer.

Cependant, l’hydrogène dans la construction durable reste minime. Celui-ci reste principalement réservé à la mobilité douce. D’ailleurs, d’ici 2023, une centaine de stations de recharge d’hydrogène doit voir le jour.

Néanmoins, avec le succès du projet GrHyd, il est possible que l’injection de l’hydrogène à hauteur de 20 % dans les réseaux, soit une solution efficace.

Si l’hydrogène arrive dans les bâtiments (maison ou immeuble), serait-il possible d’envisager une échelle plus importante telle qu’un quartier pavillonnaire ? Oui, mais pour cela, une gestion intelligente devrait être instaurée afin que tout le monde puisse profiter de cette énergie. Cela pourrait se traduire par une sorte de roulement pour ne pas puiser toute l’énergie au même moment.