L’hydrogène dans les bâtiments : l’affiche enfant de la crastination technologique

La crastination technologique fait référence aux cas où la promesse d’une technologie future diminue l’intérêt pour le déploiement de technologies existantes, fiables et rentables. La crastination technologique est une caractérisation appropriée des revendications de l’industrie gazière concernant l’adéquation de l’hydrogène comme solution pour décarboniser les bâtiments, même si le chauffage des maisons à l’hydrogène est l’une des options les moins efficaces et les plus coûteuses disponibles.

L’hydrogène vert est devenu le chouchou de l’industrie gazière et de ceux qui envisagent des voies pour atteindre des objectifs climatiques agressifs. C’est une solution prometteuse pour assainir les secteurs les plus difficiles de l’économie – l’aviation, le transport maritime et la sidérurgie – où l’électrification se heurte à des obstacles techniques. Cependant, il s’agit d’une solution inefficace et coûteuse en dehors de ces applications étroites où elle est particulièrement adaptée à la tâche.

Par exemple, l’hydrogène vert est une solution terriblement inefficace et risquée pour décarboniser les bâtiments par rapport aux pompes à chaleur électriques à haut rendement éprouvées et facilement disponibles. Malgré cette réalité, et pour protéger et pérenniser leur business model, certains dans l’industrie gazière diffusent de plus en plus les mérites de la généralisation de l’hydrogène dans les bâtiments et jettent les bases de son déploiement. Cela pourrait faire dérailler les investissements dans l’efficacité et l’électrification des bâtiments, saper les progrès climatiques et enfermer les clients dans des voies coûteuses et illusoires à forte teneur en hydrogène. Brûler de l’hydrogène dans les maisons pourrait aussi empirer pollution de l’air intérieure.

Les décideurs politiques devraient réduire le bruit de l’industrie et poursuivre résolument l’électrification généralisée en tant que solution à moindre coût et à moindre risque pour décarboniser les bâtiments.

L’utilisation d’hydrogène dans les bâtiments crée une pollution atmosphérique nocive

La combustion d’hydrogène génère des polluants atmosphériques nocifs, et la mesure dans laquelle ceux-ci pourraient être atténués reste incertaine. Cette réalité est reconnue par les services publics de gaz californiens ; ils reconnaissent qu’en raison des caractéristiques chimiques de l’hydrogène, des mélanges d’hydrogène et de méthane peuvent même donner plus haut émissions d’oxydes d’azote nocifs pour la santé que le méthane seul. En revanche, les pompes à chaleur ne produisent aucune pollution de l’air intérieur en éliminant la combustion et offrent une voie solide vers des bâtiments à zéro émission alors que l’approvisionnement en électricité s’éloigne de la production de combustibles fossiles.

Une solution inefficace et risquée par rapport à l’électrification directe et efficace

L’hydrogène peut hypothétiquement substitut au gaz méthane dans le chauffage des bâtiments. Cependant, une série d’études (ici et ici) estiment que chauffer une maison avec de l’hydrogène vert nécessiterait 5 à 6 fois plus d’électricité renouvelable que de chauffer cette même maison avec une pompe à chaleur très efficace. Plus de 20 % de l’électricité est perdue dans la production de l’hydrogène et des pompes à chaleur à haut rendement facilement disponibles peuvent être 4,5 fois plus efficace par rapport aux chaudières à hydrogène encore précommerciales (figure ci-dessous). Opter pour l’hydrogène au lieu d’une pompe à chaleur à haut rendement revient à choisir d’emmener sa voiture au travail, de passer 30 minutes dans les embouteillages et de payer 35 $ pour se garer pour démarrer, au lieu de faire du vélo à 10 minutes de chez soi.

Ce large différentiel d’efficacité a des implications importantes à la fois sur les coûts et le profil de risque des voies à forte teneur en hydrogène. Atteindre les objectifs climatiques des États-Unis nécessitera une augmentation substantielle du déploiement éolien et solaire. Un inutile multiplicateur quintuple sur cette construction renouvelable augmenterait massivement la difficulté d’assainir notre économie. Il augmente également le potentiel d’hydrogène risques d’approvisionnement, qui doit être dûment pris en compte dans l’évaluation de la pertinence d’un vaste programme sur l’hydrogène. Un groupe diversifié de parties prenantes européennes a exhorté leurs gouvernements à éviter de poursuivre l’hydrogène comme solution généralisée dans les bâtiments en raison de ces limitations critiques. Les décideurs du monde entier devraient tenir compte de cette recommandation.

Le slogan « pas de perturbation » est un mythe : l’hydrogène nécessite des pipelines et des appareils modifiés ou entièrement nouveaux

Certains dans l’industrie du gaz soutiennent que l’utilisation de l’hydrogène pour chauffer les bâtiments est une solution « sans interruption » par rapport à l’électrification, en raison de la possibilité d’utiliser le réseau de gaz existant pour transporter l’hydrogène. Mais cette affirmation ignore certains défis critiques.

L’hydrogène est un fondamentalement différent gaz par rapport au gaz méthane :

• Lorsqu’il est mélangé à des parts élevées avec du méthane, ses propriétés chimiques fragilisent les gazoducs en acier et diminuent leur intégrité ;
• C’est une molécule beaucoup plus petite que le méthane et est donc plus sujette aux fuites, avec des implications importantes sur les matériaux de tuyau requis.

L’hydrogène pourrait être mélangé avec du méthane dans de faibles proportions avec des investissements minimes dans le système de gaz existant – peut-être jusqu’à 7 % par énergie, bien que cela fasse l’objet d’enquêtes en cours. Cependant, toute quantité d’hydrogène dépassant le seuil de 7 pour cent est susceptible de nécessiter soit des mesures majeures de reconversion du réseau ou la construction d’un tout nouveau réseau de canalisations dédiées à l’hydrogène.

Nos appareils ne sont pas non plus conçus pour fonctionner avec un mélange élevé d’hydrogène ; les chaudières à gaz, les fours et les fourneaux devraient être remplacés par des alternatives compatibles avec l’hydrogène, qui ne sont actuellement pas disponibles pour les consommateurs.

Les coûts et les efforts élevés associés à une conversion à grande échelle à l’hydrogène remettent donc résolument en cause l’allégation de marketing « pas de perturbation » sur papier glacé.

Risques de « surdimensionnement » coûteux du système énergétique

Certains prétendent que l’utilisation généralisée de l’hydrogène dans les bâtiments permettrait de réaliser d’énormes économies sur les infrastructures de transmission et de distribution d’électricité par rapport à l’électrification des bâtiments. Cependant, cette prémisse est discutable car elle néglige sélectivement l’image plus large. Bien qu’elle puisse permettre de réaliser des économies sur l’infrastructure de distribution d’électricité, une voie à forte consommation d’hydrogène nécessiterait une grande infrastructure supplémentaire ailleurs sur le système en raison de son efficacité beaucoup plus faible par rapport à l’électrification directe et de la nécessité d’un réseau compatible avec l’hydrogène.

Une étude de la Fondation européenne pour le climat a révélé que les économies sur l’infrastructure du réseau électrique dans un cas à forte teneur en hydrogène seraient bien inférieures aux coûts accrus des projets renouvelables, des électrolyseurs et des installations de stockage pour produire et stocker de l’hydrogène vert, ainsi que dans l’entretien et la rénovation. du réseau de gaz pour transporter l’hydrogène. Ce « surdimensionnement » des infrastructures énergétiques augmente fortement les coûts du système énergétique et la facture énergétique des ménages par rapport aux cas de forte électrification.

Les allégations trompeuses visent à retarder l’électrification et pourraient produire des effets de verrouillage coûteux

Les revendications marketing sur les mérites de l’avenir, l’utilisation généralisée de l’hydrogène dans les bâtiments pourraient ternir le soutien à l’électrification parmi les décideurs et réduire les investissements associés. Il semble probable que ces affirmations douteuses soient souvent formulées dans l’intention de retarder des investissements cruciaux dans la transition des infrastructures fossiles. Cette crastination technologique risque de saper les progrès climatiques, car de nombreuses études (ici et ici) ont conclu qu’une électrification rapide des bâtiments et des rénovations efficaces au cours de cette décennie sont essentielles pour atteindre à la fois le nouvel objectif de Paris 2030 des États-Unis et l’objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre 2050. En outre, investir en permanence dans le système gazier existant en pensant à une future réutilisation vers l’hydrogène (une proposition attrayante pour les services publics de gaz) risque d’enfermer les clients dans une voie coûteuse vers une décarbonisation profonde. Elle pourrait également conduire à l’arrêt des réseaux de gaz ou d’hydrogène, suite à un basculement ultime vers l’électrification, dont les coûts seraient supportés par les clients.

Recommandations pour les décideurs : ignorer le bruit et donner la priorité à l’électrification et à l’efficacité des bâtiments

Les décideurs politiques devraient donner la priorité à l’électrification et à l’efficacité des bâtiments en tant que solution généralisée manifestement plus rentable pour les bâtiments. Plus précisement:

• Les décideurs politiques devraient réduire le bruit et procéder de manière décisive au déploiement généralisé de pompes à chaleur à haut rendement dans les bâtiments, aux améliorations de l’efficacité énergétique et au développement de politiques intelligentes de gestion de la demande. L’hydrogène peut jouer un rôle de soutien dans des contextes de niche, et une telle proposition pourrait être étudiée sur la base d’évaluations indépendantes.

• Les décideurs politiques doivent faire preuve de prudence en s’efforçant de continuer à consacrer de l’argent à l’entretien et à l’expansion du réseau de gaz, en se fondant sur la future réutilisation de l’hydrogène, et plutôt déployer un processus de planification pour son déclassement progressif d’une manière qui protège les clients et les travailleurs. La réaffectation de portions du réseau de gaz est une proposition convaincante pour desservir des secteurs difficiles qui peuvent nécessiter un accès prioritaire à l’hydrogène – tels que la sidérurgie et le transport maritime – et cette opportunité ciblée devrait être examinée plus avant.

Le « code rouge » affiché par le dernier rapport de l’ONU sur le climat confirme que nous ne pouvons pas nous permettre d’accorder du crédit à des tactiques de retardement et à faire dérailler des actions éprouvées sur le climat qui sont nécessaires aujourd’hui. L’hydrogène vert a le potentiel de jouer un rôle central dans la réduction des émissions dans les secteurs difficiles à électrifier. Mais les bâtiments ne sont pas l’endroit pour cela.