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Les chaudières à hydrogènes vers une autonomie énergétique ?

Nous allons dans cet article sur les chaudières à hydrogènes faire un petit point sur une énergie très prometteuse afin de répondre à une question. Comme le titre de l’article l’indique, va-t-on pouvoir être autonome avec l’hydrogène surtout pour les maisons individuelles en rénovation énergétique ? Tout d’abord, il faut savoir ce qu’est l’hydrogène ou dihydrogène. Comment est-il fabriqué ? Car si lors de sa production on émet plus d’énergie que ce qu’il va en restituer… ce n’est peut-être pas judicieux de s’y attarder.

Sommaire

Qu’est-ce que l’hydrogène

L’hydrogène de son symbole chimique H est constitué d’un proton et d’un neutron. D’ailleurs, c’est le premier élément dans le tableau périodique de Mendeleïev, vous savez celui que tout le monde a déjà vu au moins une fois au collège et au lycée. C’est aussi l’élément le plus abondant dans le soleil et dans l’espace. Mais sur terre on ne le retrouve pas à l‘état naturel ça serait trop facile sinon. Sur terre on va le retrouver dans l’eau (H2O) ou dans les hydrocarbures. En réalité, on récupère du dihydrogène (H2) donc deux atomes d’hydrogène. Pour info, séparer les deux atomes hydrogènes libère une très grande quantité d’énergie. On peut dire que 1 kg de dihydrogène libère trois fois plus d’énergie en comparaison avec 1 kg d’essence. Donc l’hydrogène est un gaz qui brûle très bien. On sait déjà l’utiliser puisque c’est le combustible pour le décollage des fusées (hydrogène liquide + oxygène liquide). Mais maintenant est-il possible de l’utiliser pour chauffer nos maisons ? Existe-t-il déjà des chaudières à hydrogène ? peut-on produire nous-mêmes l’hydrogène ? Bon beaucoup de questions et on va essayer de voir les applications possibles de l’hydrogène surtout pour les maisons individuelles en rénovation et dans le neuf.

Comment est fabriqué l’hydrogène ?

Il existe plusieurs moyens de produire de l’hydrogène, mais le but est de le produire sans émettre de CO2. Enfin sans trop émettre de CO2. Le moyen le plus courant dans l’industrie et le moins chère est de le récupérer avec du méthane qui possède un atome de carbone et quatre d’hydrogène. Oui, mais le problème c’est que l’atome de carbone qui se retrouve seul va se combiner avec deux atomes d’oxygène et cela va donc devenir du CO2. Et ce n’est pas ce que l’on recherche. On appelle ce type d’hydrogène de l’hydrogène gris. Il existe aussi l’hydrogène bleu ou là, le carbone est capturé pour être intégré dans d’autre application. Nous on va plutôt s’intéresser à la production d’hydrogène vert.

Pour cela, on va tous simplement récupérer l’hydrogène de l’eau et l’oxygène qui reste retourne à l’oxygène. Cela paraît simple, mais en pratique un peu moins.  Pour ce faire il va falloir réaliser une électrolyse. C’est le courant électrique qui va casser le lien entre l’hydrogène et l’oxygène. Vous pouvez regarder ce lien ci-dessous pour mieux comprendre le processus.

Processus d’électrolyse pour la fabrication de l’hydrogène

Maintenant que l’on a récupérer cet hydrogène à l’état gazeux reste plus qu’a le stocker pour le brûler et se chauffer avec. Alors il existe aussi la possibilité de retransformer ce gaz qui est stocké en électricité par le biais d’une pile à combustible. D’ailleurs on en parle dans la formation auditeur énergétique. Mais nous n’allons pas traiter ce sujet maintenant. Donc a priori il serait tout à fait possible de produire soit même son énergie avec par exemple des panneaux solaires pour l’électrolyse, un ballon de stockage et surtout une chaudière à hydrogène. Mais alors est-ce possible ?

Fonctionnement d’une chaudière à hydrogène

Avant de savoir si cela est possible, il faut d’abord comprendre comment fonctionne une chaudière à hydrogène. Il existe encore très peu de formation sur les chaudières à hydrogènes. En fait une chaudière à hydrogène n’est ni plus ni moins le même principe de fonctionnement qu’une chaudière classique. Tout d’abord, l’oxygène et l’hydrogène rentrent dans la chaudière. L’oxygène proviendra de l’air ambiant et l’hydrogène proviendra de l’alimentation secteur connecté via l’entrée de gaz de la chaudière qui contient une vanne et qui régule la quantité de gaz pouvant entrer dans la chaudière pour créer une flamme plus u moins grande. Les gaz sont combinés et enflammés dans un brûleur catalytique. Comme l’hydrogène est plus inflammable que le gaz naturel, les brûleurs des chaudières à hydrogène sont conçus spécialement pour limiter la flamme si trop de gaz y circule, juste par mesure de sécurité. Les chaudières à hydrogène sont également construites avec un composant de détection de flamme pour la sécurité, car les flammes d’hydrogène ont une particularité bien spécifique c’est qu’elles ne se voient pas.

La difficulté va résider dans le réseau en amont donc surtout la production, le stockage et la distribution. Alors là le réseau de gaz va se transformer progressivement avec de l’injection d’hydrogène ce qui est déjà le cas dans des quartiers pilotes aux Pays-Bas. On peut aussi envisager de produire l’hydrogène localement par le biais d’une commune ou d’un groupement de propriétaires et enfin la dernière solution, le particulier produit soit même sont hydrogène.

Le marché de l’hydrogène est-il en développement?

Pour le particulier, la chaudière à hydrogène la plus avancé est celle de Viessmann avec la H2 Ready. Pour le moment les nouvelles chaudières en vente peuvent consommer jusqu’à 20% d’hydrogène. Il existe également des kits pour convertir ces chaudières afin qu’elles fonctionnent à 100% en hydrogène. Les chaudières sont encore en phase test. Mais Viessmann propose sa chaudière pour certains projets intéressants comme le projet ILOT@GE.

chaudière 100% hydrogène

 

Donc vous l’avez compris, d’abord on va avoir sur le marché des chaudières dite prête à l’hydrogène jusqu’à 20% puis dans un second temps des chaudières 100% hydrogène. Pour Viessmann sa production de chaudière 100% hydrogène est prévu pour 2025.

La production d’hydrogène local est-elle possible ?

La production locale d’hydrogène est tout à fait possible pour des projets importants et avec un mixte énergétiques. Par exemple en été, les panneaux solaires vont capter une très grande quantité d’énergie qu’il sera possible de stocker avec l’hydrogène et de redistribuer cette énergie quand le soleil se fait plus rare. Mais ce qui fonctionne le mieux est le mixte énergétique en mode Smart Building, ou plusieurs systèmes énergétiques communiquent ensemble afin d’optimiser le rendement des installations. Là encore de plus en plus de projets voient le jour ce qui est très prometteur. D’autant plus que l’état français mise sur cette énergie et compte bien investir 7,2 milliards d’euros d’argent public d’ici 2030.

 

Devenir autonome en hydrogène pour une maison individuelle

Les chaudières à hydrogène pour les particuliers arrivent progressivement sur le marché. Donc on peut se douter que pour la production cela reste encore très compliqué. En effet, la technologie manque de maturité pour rende rentable le système. Les coûts des matériaux sont très élevés pour une rentabilité encore trop faible. Mais les progrès sont très rapides et il est fort probable que des solutions clef en main voient le jour dans un avenir très proche. Pour le moment il existe une chaudière avec pile à combustible (la Vitavalor 300P) qui consomme du gaz naturel pour chauffer et produit aussi de l’électricité grâce à sa pile à combustible. On en parle un peu plus en détail dans la formation auditeur énergétique en maison individuelle.

Conclusion

L’hydrogène vert associé à d’autres sources d’énergie renouvelable va prendre une place de plus en plus importante sur le marché de la rénovation énergétique. Pour l’heure il est encore en phase de test et cherche à trouver un équilibre entre le prix de fabrication de l’hydrogène vert et le retour sur investissement. Mais il est clair qu’au vu des objectifs environnementaux l’hydrogène vert est un très bon candidat pour pouvoir nous rapprocher de la neutralité carbone et de la dépendance des énergies fossiles. 

9 février 2023

1 responses on "Les chaudières à hydrogènes vers une autonomie énergétique ?"

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