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L'hydrogène au service de l'avenir
L'hydrogène – La devise du moment, la solution à tous nos problèmes climatiques. Vraiment ? Il reste encore beaucoup d'efforts à faire avant d'atteindre la neutralité climatique. Avant tout, il faut cesser la libération de CO2 due à l'utilisation de combustibles fossiles. Les grands défis sont la mobilité et la disponibilité des énergies renouvelables, notamment l'électricité produite par les systèmes photovoltaïques en hiver. L'hydrogène jouera également un rôle déterminant.
Dès que possible, les combustibles fossiles ne devraient plus être brûlés. Un avenir basé sur les énergies renouvelables est possible. Pour cela, le défi réside dans la fluctuation saisonnière de leur disponibilité. L'une des solutions est l'hydrogène vert comme stockage saisonnier de l'électricité verte. Il peut être utilisé de nombreuses manières différentes : dans la mobilité, dans l'immobilier, dans l'industrie, etc.
Production
La quantité d'énergie électrique provenant du soleil et du vent s'accumule de manière très inégale. La production est parfois supérieure aux besoins, parfois inférieure.
En cas de surplus d'électricité verte, on peut s'en servir pour produire de l'hydrogène (et de l'oxygène) à partir de l'eau par électrolyse. D'autres méthodes de production, comme la pyrolyse du gaz naturel en charbon et en hydrogène ou le reformage du gaz naturel à la vapeur, ne sont pas efficaces, même si le CO2 résultant est capté et stocké à de grandes profondeurs dans le sol. En effet, le gaz naturel ne devrait plus être utilisé à l'avenir pour l'approvisionnement en énergie, mais exclusivement dans l'industrie chimique.
Production de chaleur et d'eau chaude sanitaire
L'hydrogène peut être utilisé de deux manières pour produire de la chaleur et de l'eau chaude sanitaire : en combustion normale et en combustion dite froide. La combustion à froid est la réaction électrochimique des deux éléments oxygène et hydrogène dans une pile à combustible. Les nouveaux systèmes de chaudière ou les centrales de production combinée de chaleur et d'électricité peuvent brûler jusqu'à 100 % d'hydrogène. En fonction de la demande, il est possible de produire de l'énergie purement thermique ou de l'énergie thermique et électrique de cette manière.
Des solutions clés en main sont déjà disponibles pour les maisons individuelles et jumelles, où un approvisionnement énergétique autosuffisant est possible. Pour les immeubles plus grands, un approvisionnement autonome en électricité et en chaleur est plutôt irréaliste. Dans ce cas, il faut au moins acheter de l'électricité, car il n'y a généralement pas assez de surface disponible pour une installation photovoltaïque par rapport à la zone de consommation d'énergie. Cependant, un degré élevé d'autosuffisance est possible.
D'autres méthodes d'approvisionnement sont envisagées et progressivement développées, par exemple la production centrale ou à grande échelle d'hydrogène, y compris le stockage et le transport. L'utilisateur s'approvisionne ensuite en carburant à partir de la conduite utilisée précédemment pour le gaz.
Mobilité
En raison de sa densité énergétique gravimétrique élevée (énergie par masse volumique), l'hydrogène est idéal pour les véhicules qui ont besoin d'une plus grande autonomie que celle obtenue avec des batteries électriques. Il s'agit notamment du trafic lourd et des véhicules plus légers qui doivent parcourir chaque jour des distances plus importantes. Aujourd'hui, une voiture peut parcourir environ 500 kilomètres avec un réservoir d'hydrogène. D'une durée d'environ cinq minutes, le processus de ravitaillement prend beaucoup moins de temps que la recharge d'un véhicule électrique.
Stockage, entreposage et distribution
Le stockage et la distribution de l'hydrogène constituent de loin le plus grand défi. Outre la poursuite du développement des énergies renouvelables (principalement l'énergie solaire) en Suisse, notre pays est dépendant de l'importation d'énergies renouvelables. Dans le seul but de minimiser les risques, la Suisse devrait importer de l'électricité via les réseaux électriques et de l'hydrogène via les gazoducs en provenance d'autres pays d'Europe et d'Afrique du Nord. Les deux routes sont examinées et étendues. L'hydrogène pouvant également être stocké sous forme liquide à très basse température, le transport par bateau pourrait également être envisagé. De nouvelles approches technologiques telles que le stockage hybride métallique ou les huiles thermiques promettent un stockage efficace et un transport facile de l'hydrogène, car elles peuvent être utilisées sans pression et à température ambiante. Le stockage de l'hydrogène sous forme d'ammoniac, de méthanol ou d'autres combustibles liquides est également à l'étude.
Conclusion
Actuellement, de très gros efforts sont déployés pour surmonter les difficultés liées à l'utilisation de l'hydrogène. En raison de la flexibilité et de la disponibilité assurée de l'hydrogène, nous pensons qu'il contribuera de manière significative à un approvisionnement énergétique sûr et durable en Suisse, non seulement dans le secteur des transports, mais aussi dans celui de l'immobilier.