Les fuites d'hydrogène continuent d'inquiéter les scientifiques

D'après une récente étude menée par l'Environmental Defense Fund, l'organisation américaine de protection de l'environnement, plusieurs mesures doivent être mises en place pour diminuer l'impact négatif des fuites d'hydrogène sur l'environnement.

L'étude d'EDF évalue l'impact climatique, sur différentes échelles chronologiques, du déploiement de l'hydrogène en prenant en compte plusieurs taux de fuite. Ses conclusions révèlent que les émissions d'hydrogène peuvent fortement compromettre les avantages climatiques offerts par ce vecteur d'énergie, plus particulièrement dans les décennies qui suivront son déploiement.

"De nombreux projets liés à l'hydrogène sont actuellement lancés aux quatre coins du globe. Rien qu'aux États-Unis, des investissements très importants accélèrent sa future démocratisation. Néanmoins, les conséquences néfastes que pourrait engendrer l'hydrogène au niveau climatique sont grandement sous-estimées. Cette molécule est en effet très petite (près de huit fois moins qu'une molécule de méthane). Elle peut donc aisément s'échapper dans l'atmosphère", expliquent les scientifiques d'EDF Ilissa Ocko et Steven Hamburg dans leur article intitulé "Conséquences climatiques des émissions d'hydrogène" et qui a été publié dans la revue Atmospheric Chemistry and Physics.

Un nouveau rapport du gouvernement britannique révèle par ailleurs que l'hydrogène est 11 fois plus puissant que le CO2 durant un siècle et 33 fois plus puissant sur une période 20 ans. Cela serait dû au fait qu'il entre en réaction avec d'autres gaz à effet de serre au niveau atmosphérique et qu'il accroît leur PRG (potentiel de réchauffement global).

"Le sujet des fuites d'hydrogène mérite donc qu'on s'y attarde davantage", continuent les chercheurs d'EDF. "Cela permettrait de faire progresser l'étude des effets indirects de l'hydrogène sur l'environnement et d'améliorer le calcul de ses émissions depuis sa production jusqu'à son application finale."

Diminuer le taux de fuite

Bien que la quantité totale des fuites d'hydrogène demeure actuellement inconnue, l'organisation américaine estime qu'une fuite moyenne de 1 % s'avérerait idéale, mais qu'elle pourrait atteindre 10 % pour des cas particuliers.

L'étude indique en effet que, d'ici à 2050, un taux de fuite moyen de 1 % n'ajouterait qu'environ 0,025 °C au réchauffement planétaire. Toutefois, toujours selon elle, des fuites plus importantes de 5 ou 10 % feraient respectivement augmenter les températures moyennes du globe de 0,1 °C et 0,4 °C.

Construire plutôt que convertir

Ilissa Ocko et Steven Hamburg expliquent également que la réduction des fuites d'hydrogène s'avère plus efficace dans le cas de la conception d'un nouveau système que d'une adaptation d'un système existant, alertant notamment sur les projets de conversion de gazoducs existants.

La conversion des anciens gazoducs coûte toutefois beaucoup moins cher que la construction de nouveaux hydrogénoducs. Selon l'Agence internationale pour les énergies renouvelables, près de 12,5 % de l'hydrogène mondial (environ 77 millions de tonnes annuelles) sera acheminé via des gazoducs convertis d'ici à 2050.

"Peu d'infrastructures et de systèmes liés à l'hydrogène ont été déployés pour le moment dans le monde. Nous avons donc encore un peu de temps pour résoudre ce problème de fuites" nuancent les deux scientifiques.

Des mesures pour changer la donne

Les scientifiques recommandent la mise en place de cinq mesures clés permettant une réduction des effets de l'hydrogène sur le réchauffement climatique :

1. Faire progresser les recherches concernant les effets radiatifs indirects de l'hydrogène et les réactions de la température à ses émissions en incorporant de nouveaux paramètres dans les modèles chimiques et climatiques.
2. Employer des paramètres climatiques non limités à un horizon de 20 ou 100 ans, mais incluant les deux, afin d'étudier le rôle que l'hydrogène peut jouer pour atteindre différents objectifs de zéro émission nette.
3. Améliorer l'évaluation des taux de fuite d'hydrogène en mettant au point des technologies utilisables sur le terrain qui mesureront avec précision les émissions d'hydrogène à de très faibles seuils de détection.
4. Inclure une probabilité de fuites d'hydrogène et une considération de leurs conséquences dans les prises de décision concernant les zones et les méthodes de déploiement de l'hydrogène.
5. Identifier les dispositifs d'amoindrissement des fuites avant la construction des infrastructures.

"Les impacts climatiques à court et à moyen terme de ces émissions doivent être pris en compte afin d'optimiser les bénéfices climatiques du remplacement des combustibles fossiles par l'hydrogène", concluent les chercheurs d'EDF. "Une approche scientifique visant à comprendre les effets de ces fuites et à y remédier permettra à l'hydrogène de tenir ses promesses de préservation de l'environnement pour toutes les échelles de temps."

D'autres études à venir

EDF n'est pas la seule structure à s'intéresser au sujet des fuites d'hydrogène et de leur impact sur l'environnement. Dans une note publiée en début d'année, l'association France Hydrogène a indiqué qu'il s'agissait d'un point de vigilance "à ne pas négliger". Hydrogen Europe, JRC, le Hydrogen Council, MarcoGas, Gas Infrastructure Europe, et le Clean Hydrogen Partnership, ont également lancé en janvier 2022 une étude sur le sujet dont les conclusions seront diffusées dans les prochains mois.

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