Le projet FutureGrid est une réplique minuscule du réseau de gaz britannique, mais qui utilise un combustible très différent et à faible teneur en carbone.

Dans les collines reculées de Cumbria, à quelques kilomètres au nord du mur d’Hadrien, trois maisons mitoyennes anodines se dressent côte à côte, laissant discrètement entrevoir un avenir à faible émission de carbone.

Ces maisons sont intentionnellement banales à tous égards, sauf un : elles sont les premières au Royaume-Uni à fonctionner avec un mélange d’hydrogène propre, dans le cadre du centre d’essai de l’hydrogène le plus sophistiqué au monde. Bienvenue à Hystreet.

Sur ce site de cinq hectares, les ingénieurs testent si l’hydrogène peut remplacer en toute sécurité le gaz combustible fossile pompé dans les foyers britanniques par les tuyaux de transmission et les réseaux locaux, dans le cadre des efforts déployés par le gouvernement pour atteindre les objectifs climatiques.

« Quatre-vingt-dix-neuf pour cent des gens ne pensent pas à l’origine de leur gaz ni à la manière dont il arrive jusqu’à eux », déclare Antony Green, tsar de l’hydrogène de National Grid et responsable du projet FutureGrid. Sa tâche consiste à créer une réplique réaliste du réseau gazier britannique afin de vérifier si les mêmes gazoducs qui acheminent le gaz de la mer du Nord vers les foyers depuis les années 1970 pourraient transporter de l’hydrogène à faible teneur en carbone à l’avenir.

Le chauffage des habitations britanniques représente 15 % des émissions totales du pays, ce qui signifie qu’une alternative à faible teneur en carbone sera cruciale pour réduire les émissions à zéro d’ici 2050. Mais le site d’essai est également essentiel pour comprendre comment l’hydrogène peut être transporté vers les principales usines et grappes industrielles afin de contribuer à réduire les émissions des usines et des centrales électriques polluantes.

« Les preuves que nous avons accumulées au cours des dernières années montrent que nous pouvons le faire », déclare M. Green en marchant le long d’un tuyau de gaz géant. « C’est très bien de faire la paperasse. Mais vous devez encore le prouver. »

Green est interrompu brièvement par une courte alarme suivie d’un profond boum alors qu’une explosion contrôlée a lieu à un ou deux kilomètres de là. Le site d’essai de l’hydrogène est situé au cœur de la plus grande base de la Royal Air Force du pays, où il faut s’attendre à une explosion occasionnelle. Il n’y en aura pas sur le site d’essai de l’hydrogène, m’assure-t-il. Néanmoins, son emplacement est une précaution raisonnable compte tenu du défi à relever.

Utiliser l’infrastructure gazière existante du Royaume-Uni pour transporter l’hydrogène n’est pas une mince affaire. Il est plus combustible que le gaz traditionnel riche en méthane que nous avons appris à utiliser en toute sécurité dans nos maisons, et ses molécules plus petites signifient qu’il est trois fois plus susceptible de fuir des pipelines ou dans les maisons que le gaz fossile. En revanche, l’hydrogène est également plus léger, ce qui signifie qu’il est plus susceptible de se dissiper que de s’accumuler et de créer une menace de combustion.

L’avenir de l’hydrogène exige des évaluations de sécurité minutieuses, mais aussi de grandes quantités de ce combustible. L’hydrogène à faible teneur en carbone peut être fabriqué de deux manières : l’hydrogène bleu peut être extrait du gaz fossile à l’aide d’une technologie de capture du carbone pour piéger les émissions climatiques qui sont libérées ; l’hydrogène vert peut être fabriqué en divisant l’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’électricité renouvelable.
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Bien que l’hydrogène bleu soit largement considéré comme « à faible teneur en carbone », il n’a pas réussi à gagner la faveur des défenseurs du climat. Malgré l’utilisation d’une technologie de capture du carbone pour piéger les émissions du processus, environ 10 à 15 % du CO2 contenu dans le gaz fossile se retrouverait dans l’atmosphère. Il faudrait également poursuivre la production de gaz en mer, dont l’empreinte carbone est lourde.

Beaucoup préféreraient que l’on se concentre sur l’hydrogène vert, bien que des questions subsistent quant au délai dans lequel il pourrait jouer un rôle significatif dans la réduction des émissions et quant à savoir si l’énergie renouvelable serait suffisante pour alimenter un boom de l’hydrogène ainsi que l’électrification des foyers et des transports.

Dans le centre d’essai « de la plage à la chaudière », situé dans le comté de Cumbria, M. Green utilise des tronçons de gazoducs et des vannes désaffectés pour créer un système en circuit fermé. Il s’agit aussi bien de tuyaux géants d’importation de gaz que l’on trouve sur la côte et dans tout le pays que de réseaux de gazoducs plus petits qui sillonnent les quartiers locaux, sur une distance totale d’environ un kilomètre avant d’arriver aux maisons d’essai soigneusement construites par Hystreet.

Les ingénieurs testent un mélange de gaz contenant 2 % d’hydrogène avant de passer à 20 % d’hydrogène, puis de faire passer de l’hydrogène pur dans les tuyaux pour évaluer leur sécurité. « Nous recevons régulièrement des appels du monde entier qui nous demandent ce que nous faisons ici et comment nous le faisons », ajoute M. Green.

Sur Hystreet, chaque maison de deux étages présente une disposition et un type de construction légèrement différents afin de représenter les résidences typiques que l’on trouve au Royaume-Uni. On les laisse se remplir lentement d’hydrogène pendant que des capteurs intérieurs surveillent les niveaux de gaz. Lorsque la limite de sécurité est atteinte, les charnières automatiques des portes et des fenêtres s’ouvrent pour permettre au gaz de s’échapper. « Pas d’explosion de notre part, cependant », plaisante M. Green.

À l’intérieur, les appareils sont d’une banalité rassurante : une plaque de cuisson au gaz apparemment standard, une chaudière quelconque.

À l’intérieur, les appareils sont d’une banalité rassurante : une plaque de cuisson au gaz apparemment standard, une chaudière quelconque.

Comme le gaz naturel, l’hydrogène est inodore. Il faut donc ajouter la même odeur distinctive pour aider les gens à remarquer rapidement une fuite. Lorsqu’il brûle, il est difficile de le voir à la lumière du jour, c’est pourquoi la plaque de cuisson est dotée d’un réglage qui produit une flamme visible, semblable à celle d’une plaque de gaz traditionnelle mais de couleur plus rouge.

« Je pense que les gens s’attendent à quelque chose de plus, ou de différent », dit Green, alors que nous jetons un coup d’œil à la chaudière dans le placard. « Mais c’est là l’essentiel, vraiment. Faire fonctionner votre maison à l’hydrogène ne devrait pas être différent du gaz naturel. »

Pourtant, nombreux sont ceux qui préféreraient que les maisons ne fonctionnent pas du tout à l’hydrogène. Pour les sceptiques, le défi que représente la révision des 4 000 kilomètres de gazoducs souterrains du Royaume-Uni est trop coûteux, alors que le chauffage et la cuisine pourraient être assurés par un système électrique à faible émission de carbone.

Les factions qui s’opposent dans ce débat suivent des lignes industrielles prévisibles. National Grid et d’autres entreprises qui exploitent des infrastructures ou des projets de production de gaz hérités du passé ont tendance à favoriser l’hydrogène domestique, afin de prolonger la durée de vie des actifs existants. Les entreprises du secteur de l’énergie qui investissent dans la production d’électricité à faible émission de carbone ont tendance à soutenir les pompes à chaleur électriques comme l’avenir des maisons à faible émission de carbone.

La semaine dernière, le gouvernement a donné le feu vert à des subventions d’un montant de 5 000 £ pour aider les foyers à passer aux pompes à chaleur, et a déclaré que les essais sur l’hydrogène devraient se poursuivre avant qu’une décision sur l’hydrogène domestique ne soit prise en 2026.

Keith Anderson, directeur général de Scottish Power, un important investisseur dans les énergies renouvelables et un fournisseur d’énergie domestique, a déclaré : « Cela n’arrivera jamais. C’est un échec. Le coût de la réingénierie de toute l’infrastructure, de la réingénierie de toutes les chaudières, et l’inefficacité de la transformation de l’hydrogène d’une source renouvelable en un produit de chauffage pour une maison domestique ne vont tout simplement pas fonctionner. »

Son entreprise est toujours enthousiaste à l’égard de l’hydrogène vert – mais elle a des vues bien loin des maisons. « Nous allons continuer à nous concentrer sur l’hydrogène pour les transports, qui sont trop difficiles à électrifier, et pour les processus industriels, car nous pensons que c’est là que la plus grande différence peut être faite », a déclaré Anderson.

Quel que soit l’avenir des ambitions britanniques en matière d’hydrogène, les leçons apprises à Cumbria joueront un rôle crucial dans leur concrétisation.