Etude
Hydrogène vert et électrolyse, faut-il craindre une surconsommation d'eau ?
Une étude allemande assure que les besoins en eau pour la production d’hydrogène vert par électrolyse ne poseront aucun problème. Le véritable enjeu se situe ailleurs…
La production d’hydrogène vert par électrolyse ne devrait pas mettre en péril les ressources en eau douce en Allemagne. C’est ce que conclut une nouvelle étude du Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin).
Selon les différentes modélisations réalisées, les besoins en eau associés à l’objectif de 10 GW d’électrolyse inscrits dans la Stratégie nationale sur l’hydrogène (NWS) représentent seulement 0,15 % de la consommation d’eau actuelle du pays, soit environ 26 millions de mètres cubes d’eau par an. Pour mémoire, la consommation totale d’eau douce en Allemagne s’élevait à 17,9 milliards de mètres cubes en 2022.
« Sur le plan chimique, il faut environ neuf litres d’eau ultra-pure pour produire un kilogramme d’hydrogène », chiffre Dana Kirchem, chercheuse au DIW. « À cela s’ajoute l’eau utilisée pour le refroidissement » complète-t-elle.
Selon la source d’eau, le total nécessaire varie autour de 35 litres d’eau douce par kilogramme d’hydrogène produit.
Basée sur huit scénarios différents, l’étude vient ainsi conforter les résultats d’une précédente analyse menée par le DVGW en 2023. Cette dernière avait déjà identifié un impact négligeable sur la ressource hydrique, y compris en cas de montée en puissance à 40 GW.
Le DIW nuance toutefois son analyse. Même si l’Allemagne est un pays bien doté en eau, des tensions régionales ou saisonnières peuvent apparaître. L’organisme appelle donc à bien évaluer les ressources localement avant d’autoriser de nouveaux projets. « Une exploitation excessive dans certaines zones peut accentuer les pressions hydriques. Il faut adapter les choix de site aux conditions locales » avertit Dana Kirchem.
En cas de « stress hydrique », l’étude recommande l’usage d’eau de mer dessalée ou d’eaux usées traitées. Des alternatives déjà recommandées par l’étude de DVGW. D’autres procédés, comme la réutilisation de la vapeur d’eau, ont également été évoqués dans une étude américaine publiée en 2023.
« Les coûts de l’eau représentent environ 0,5 % des coûts totaux de production », chiffre la représentante de DIW. Même partant sur l’hypothèse d’un tarif élevé, comme 31 centimes par mètre cube à Berlin, le facteur influencerait peu les facteurs d’implantation.
Autre facteur déterminant : celui du transport et en particulier du développement des réseaux de distribution. Si ces derniers sont restreints, les électrolyseurs devront se rapprocher des pôles de consommation industrielle pour gagner en rentabilité. Les chercheurs recommandent ainsi de prioriser le développement du réseau central hydrogène afin de permettre l’installation des électrolyseurs dans des régions moins sensibles à la pression sur l’eau.
La production d’hydrogène vert par électrolyse ne devrait pas mettre en péril les ressources en eau douce en Allemagne. C’est ce que conclut une nouvelle étude du Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin).
Selon les différentes modélisations réalisées, les besoins en eau associés à l’objectif de 10 GW d’électrolyse inscrits dans la Stratégie nationale sur l’hydrogène (NWS) représentent seulement 0,15 % de la consommation d’eau actuelle du pays, soit environ 26 millions de mètres cubes d’eau par an. Pour mémoire, la consommation totale d’eau douce en Allemagne s’élevait à 17,9 milliards de mètres cubes en 2022.
« Sur le plan chimique, il faut environ neuf litres d’eau ultra-pure pour produire un kilogramme d’hydrogène », chiffre Dana Kirchem, chercheuse au DIW. « À cela s’ajoute l’eau utilisée pour le refroidissement » complète-t-elle.
Selon la source d’eau, le total nécessaire varie autour de 35 litres d’eau douce par kilogramme d’hydrogène produit.
Basée sur huit scénarios différents, l’étude vient ainsi conforter les résultats d’une précédente analyse menée par le DVGW en 2023. Cette dernière avait déjà identifié un impact négligeable sur la ressource hydrique, y compris en cas de montée en puissance à 40 GW.
Le DIW nuance toutefois son analyse. Même si l’Allemagne est un pays bien doté en eau, des tensions régionales ou saisonnières peuvent apparaître. L’organisme appelle donc à bien évaluer les ressources localement avant d’autoriser de nouveaux projets. « Une exploitation excessive dans certaines zones peut accentuer les pressions hydriques. Il faut adapter les choix de site aux conditions locales » avertit Dana Kirchem.
En cas de « stress hydrique », l’étude recommande l’usage d’eau de mer dessalée ou d’eaux usées traitées. Des alternatives déjà recommandées par l’étude de DVGW. D’autres procédés, comme la réutilisation de la vapeur d’eau, ont également été évoqués dans une étude américaine publiée en 2023.
Un impact économique minime
Au-delà de la disponibilité de la ressource, l’étude s’est également intéressée à la question économique. Selon elle, les coûts en eau restent marginaux dans la rentabilité des électrolyseurs.« Les coûts de l’eau représentent environ 0,5 % des coûts totaux de production », chiffre la représentante de DIW. Même partant sur l’hypothèse d’un tarif élevé, comme 31 centimes par mètre cube à Berlin, le facteur influencerait peu les facteurs d’implantation.
Les énergies renouvelables et le réseau pour principaux leviers
Le facteur décisif pour la localisation optimale des électrolyseurs reste l’accès à une énergie renouvelable bon marché, comme l’éolien offshore. « Les régions disposant d’un fort potentiel renouvelable, notamment dans le nord de l’Allemagne, sont les plus adaptées », indique la chercheuse. Une déclaration qui fait écho à la récente étude menée par l’Université Leibniz de Hanovre et l’Institut de recherche sur l’énergie solaire de Hamelin, qui modélise une configuration idéale pour le déploiement des électrolyseurs en Allemagne.Autre facteur déterminant : celui du transport et en particulier du développement des réseaux de distribution. Si ces derniers sont restreints, les électrolyseurs devront se rapprocher des pôles de consommation industrielle pour gagner en rentabilité. Les chercheurs recommandent ainsi de prioriser le développement du réseau central hydrogène afin de permettre l’installation des électrolyseurs dans des régions moins sensibles à la pression sur l’eau.
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