Autonomie énergétique des bâtiments : la piste de l'hydrogène

Autonomie énergétique des bâtiments : la piste de l’hydrogène

plan hydrogene

A l’heure de la transition énergétique, l’hydrogène tente toujours de trouver sa place. Plusieurs pays, à l’instar du Japon, croient à son potentiel pour remplacer les énergies fossiles. Souvent associé aux nouvelles mobilités douces, l’hydrogène pourrait aussi s’intégrer dans le bâtiment du futur. Il pourrait notamment permettre d’atteindre l’autonomie énergétique pour les futurs bâtiments éco-conçus.

L’hydrogène est-il seulement utilisable pour les mobilités douces ? À l’heure actuelle en tout cas, c’est bien les nouveaux moyens de transport qui utilisent le plus ce vecteur d’énergie. Au Japon par exemple, un consortium a été créé et baptisé Japan H2 Mobility (ou JHyM), en partenariat avec Air Liquide. De son côté, l’Allemagne a inauguré, en septembre 2018, le premier train à hydrogène conçu par le français Alstom. Pourtant, l’hydrogène est aussi au cœur des réflexions pour la construction.

Au Japon encore, il existe déjà pas moins de 200 000 logements équipés d’installations hydrogène : des ENE Farms. En 2017, Panasonic contrôlait 50% du marché dans le pays. Toutefois, d’après un expert cité par Les Echos, “cela ne correspond qu’à 0,5 % de foyers équipés “. Alors que le Premier Ministre, Shinzo Abe, parie depuis longtemps sur cette “énergie du futur”, les résultats sont donc en demie-teinte. Pourtant, la porte-parole de Panasonic, Kyoko Ishii, reste optimiste : “nous anticipons une croissance un peu plus rapide” à l’avenir. L’objectif gouvernemental, qui consistait à atteindre 5,3 millions de logements équipés en 2030 semble cependant hors de portée.

Delta Green : l’immeuble qui produit son hydrogène

En mars 2017, la ville de Saint-Herblain, près de Nantes, a inauguré le bâtiment Green Delta. Sa particularité ? Le bâtiment bénéficie de ce nouveau vecteur énergétique pour améliorer son bilan carbone. L’immeuble accueille des commerces au rez-de-chaussée, des bureaux et des appartements dans les étages. Il est recouvert sur sa toiture de panneaux photovoltaïques. La production d’hydrogène est réalisée grâce à cette installation solaire. L’hydrogène est ensuite stocké dans des piles à combustible avant d’être injecté dans le réseau du bâtiment. Grâce à la solution SAGES® (Smart Autonomous Green Energy System), le bâtiment peu stocker une partie de l’énergie solaire produite pour la restituer plus tard.

L’immeuble Green Delta est une première en France. Avant sa construction, aucun autre bâtiment n’avait fonctionné grâce à l’hydrogène. Inspiré par les exemples de constructions éco-responsables du Japon, le Delta Green prouve la viabilité de l’énergie hydrogène dans le secteur du bâtiment. Mais ses coûts de fonctionnement freinent son développement dans l’hexagone. De fait, la production d’hydrogène grâce aux énergies renouvelables est encore légèrement plus chère que la production à partir d’énergie fossile.

Le Plan Hydrogène : des ambitions pour la mobilité, pas pour l’habitat ?

Malheureusement, la position de l’hydrogène dans le domaine de la construction durable reste pour le moment anecdotique. Mais les choses pourraient changer avec un plan bâtiment durable, et un plan hydrogène en cours… Au mois de juin dernier, le ministre de la transition écologique, a effectivement présenté son Plan Hydrogène, mettant l’accent sur la mobilité douce. Le gouvernement français entend soutenir le développement de l’hydrogène dans les transports. D’ici 2023, une centaine de stations de recharge d’hydrogène doit notamment voir le jour.

En revanche, aucun objectif n’a été fixé à proprement parlé pour l’habitat. Toutefois, le Maire de Dunkerque, Patrice Vergriete, en accueillant le projet GRHYD ouvre peut être la voie ? En effet, celui-ci doit permettre de remplir la mesure N°7  du plan ; à savoir, déterminer les conditions techniques et économiques d’injection d’hydrogène acceptables pour les réseaux. Qui plus est, Powidian, qui contribue aussi au développement des réseaux intelligents à La Réunion, et McPhy qui vient de signer un partenariat avec EDF, sont autant d’entreprises capables de structurer la filière française. Aux côtés d’Air Liquide entre autres, l’Association Française pour l’HYdrogène et la Pile À Combustible (AFHYPAC) indiquait d’ailleurs dans cette perspective, que cette industrie pourrait éventuellement représenter un chiffre d’affaires de 40 milliards d’euros et plus de 150 000 emplois à l’horizon 2050.

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • A Dan : L’Hydrogène est vraiment vertueux s’il est produit à partir de sources décarbonées comme ; le Solaire, le Nucléaire ,l’Eolien, la Biomasse, le biogaz, l’hydraulique, l’hydrolien …

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  • HySiLabs : stockage et transport sans danger d’hydrogène sous forme liquide via des hydrures de silicium (ou polysilanes), polymères constitués d’atomes de silicium liés chacun à deux atomes d’hydrogène.

    Liquide, stable, facile à stocker et à manipuler, non soumis à des contraintes réglementaires, avec 7 fois plus d’hydrogène transporté sous forme liquide

    http://hysilabs.com/

    .

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  • Tout cela ne nous dit pas quel est le contenu final carbone du KWh du vecteur hydrogène ! Quel est le rendement global de tels équipements comparé à d’autres sources d’énergie ?

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  • @ Dan :

    On peut atteindre des records en terme de niveau minimal d’émissions de C02 dans la production d’hydrogène, c’est le cas des technologies utilisant des Microbial fuel cells (MFCs), l’électrométhanogénèse, les voies enzymatiques etc puisque l’électrolyse de l’eau, qui tous équipements confondus et cycles complets a des niveaux particulièrement bas d’émissions, continue d’évoluer. Et pour mémoire elle se recycle entièrement ce qui dans le temps améliore encore le bilan contrairement au nucléaire non entièrement recyclable.

    Quant aux rendements il est de 96 pour la méthanation (Power to gas) via l’électrométhanogénèse.

    Cette dernière a notamment un très important potentiel y compris commercial couplée avec la production de biogaz dont on sait qu’on perd environ 40% de C02 selon les intrants et çà permet donc de le valoriser quasi entièrement, ce qui réduit d’autant les coûts et quasi double la production de biométhane.

    SoCalGas au Etats-Unis, Electrochaea en Allemagne et au Danemark et pas mal d’autres développent des réacteurs commerciaux optimisés qui vont permettre à moindres coûts de quasiment doubler la production de biométhane.

    L’électrolyse industrielle est également à ce niveau (plus de 95%)

    La méthanation industrielle (Power to gas) atteint entre 80 à 86%

    Une bonne pile à combustible atteint 65% de rendement et peut dans l’idéal atteindre jusqu’à 85% avec valorisation de chaleur.

    Les unités délocalisées de production d’hydrogène varient entre 70% et 85% de rendement (puisque l’on ne peut pas idéalement valoriser la chaleur perdue)

    Par exemple pour ThyssenKrupp : 82% pour des unités délocalisées mobiles.

    https://www.thyssenkrupp-industrial-solutions.com/en/press_detail_48130.html

    Mais les objectifs vont beaucoup plus loin (et c’est la voie souhaitable) puisque le solaire PV et thermique viennent de plus en plus en remplacement d’autres éléments de constructions.

    C’est par exemple le cas de M.A.S. Roof, résultat d’une programme européen qui intègre solaire thermique et PV, isolation, charpente, couverture etc. et qui fait donc à la fois toiture + isolation + chaleur + froid (eau chaude, chauffage et climatisation) + électricité + mobilité (complément en pompe à chaleur de puissance réduite et stockage de tout type)

    Il y a plein d’autres exemples et il en arrive de nouveaux régulièrement.

    C’est tout l’intérêt des renouvelables de pouvoir s’intégrer dès le départ dans la construction et d’optimiser les modes de construction (baisse des coûts, de l’utilisation des ressources, meilleurs bilans et performances etc)

    On peut ainsi quitter le réseau, les lourdes et coûteuses infrastructures et c’est en pratique plus sécurisé puisque des régions à plus grands risques climatiques s’équipent de plus en plus ainsi.

    Des universités comme Chalmers en Suède développent du solaire thermique couplé à des carburants de synthèse, il est donc ensuite facile de produire électricité et chaleur durant les excédents de printemps-été, que l’on stocke à moindre coût sans risque et c’est très durable et fiable avec moins d’émissions que toute autre approche.

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