Transport d’hydrogène, comment Teréga organise son réseau ?

Les propriétés d’usage et de stockage de l’hydrogène offrent diverses possibilités dans le cadre de la transition énergétique. Injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel, il pourrait ainsi, si sa production est décarbonée, augmenter la part de gaz renouvelables de la consommation de gaz globale. Il peut également alimenter les piles à combustible des voitures à hydrogène. Les piles à hydrogène ne rejetant que de la vapeur d’eau, ce gaz renouvelable est un allié de taille dans la lutte contre les émissions de gaz à effet de serre (GES).

Aujourd’hui, l’hydrogène est en général produit près de son lieu d’utilisation, mais cet état de fait est amené à évoluer avec l’augmentation des volumes produits. À ce titre, le transport de l’hydrogène entre un centre de production et un lieu d’utilisation constitue un enjeu de premier plan pour l’essor de la filière hydrogène. Il existe actuellement trois types de transport d’hydrogène :

• le transport par canalisations dédiées ,

• le transport routier ou ferroviaire dans des bouteilles en acier (rack) ou par tube trailer,

• le transport maritime.

En tant qu’opérateurs d’infrastructures gazières, nous étudions les meilleures solutions de transport d’hydrogène par canalisations, soit en réseau dédié, soit en injection dans le réseau de gaz.

L’Europe de l’Ouest possède déjà un réseau de canalisations d’hydrogène de près de 2 000 km, dont les principaux utilisateurs sont la France, l’Allemagne et le Benelux. D’autres petits réseaux existent ailleurs, comme en Grande-Bretagne, en Suède et en Italie. En Amérique du Nord, le réseau de canalisations dédiées à l’hydrogène, exploité principalement aux États-Unis, représente environ 1150 km, contre près de 2 millions de km pour le gaz naturel.

Le développement des usages et de la production d’hydrogène nécessiterait d’importants investissements dans la création de nouvelles canalisations afin d’agrandir le réseau d’hydrogène existant. C’est pourquoi d’autres solutions, moins coûteuses, sont également étudiées : l’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel existant ou la conversion de gazoducs pour le transport dédié d’hydrogène.

En 2019, Teréga et d’autres opérateurs d’infrastructures gazières, ont présenté au Ministre de la Transition écologique et solidaire le rapport “Conditions techniques et économiques d’injection dans les réseaux de gaz naturel”. Ce travail d’analyse montre qu’il serait possible de fixer une capacité cible d’intégration d’hydrogène en mélange dans les réseaux à 10% à l’horizon 2030, puis à 20% au-delà. Des taux recommandés par les opérateurs qui sont atteignables avec des adaptations limitées sur les infrastructures existantes.

Le transport d’un mélange gaz naturel / hydrogène dans des proportions 8/1 à 9/1 en volume serait donc possible sans modification du réseau, ou avec des modifications mineures. Les canalisations, comme les gazoducs, pouvant être enfouis. Dans cette perspective, des travaux de concertation sont engagés entre partenaires européens.

Teréga et GRTgaz travaillent actuellement sur une cartographie des possibilités d’injection d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel français. L’objectif est de favoriser l’émergence de projets hydrogène dans les territoires où cette solution est la plus favorable.

Depuis cinq ans environ, le sujet de l’hydrogène ne cesse de progresser en Europe. Dans cette volonté de favoriser le développement d’un hydrogène décarboné et compétitif, avec dix autres transporteurs de gaz européens, nous avons présenté un plan pour créer un réseau d’hydrogène en Europe.

Un premier rapport a été présenté en 2020, puis mis à jour en 2021, sur la vision de cette Dorsale hydrogène européenne (European Hydrogen Backbone, EHB). Il prévoit un réseau de près de 40 000 km reliant 21 pays européens pour 2040, constitué à 75% de canalisations existantes ! Des conditions techniques et économiques qui seraient ainsi favorables à un déploiement européen et qui contribueraient à atteindre la neutralité carbone en 2050.

Nous travaillons déjà au développement de la chaîne de valeur de l’hydrogène renouvelable entre l’Espagne et la France. En effet, en collaboration avec Enagas, le producteur d’hydrogène renouvelable DH2 et l’énergéticien GazelEnergie, nous participons au projet franco-espagnol Lacq Hydrogen. Ce projet a pour finalités :

• la production d’hydrogène renouvelable en Espagne,

• le transport d’hydrogène de l’Espagne vers la France,

• le stockage et le transport d’hydrogène sur le réseau de Teréga,

• la production d’électricité renouvelable 100% pilotable via une centrale à cycle combiné alimentée en hydrogène décarboné.

Le Power to Gas : valoriser l’électricité renouvelable grâce à l’hydrogène

Au-delà de nos travaux de recherche pour structurer la filière hydrogène, nous sommes impliqués depuis 2015 dans le projet Jupiter 1000, le premier démonstrateur industriel français de Power to Gas, aux côtés de GRTgaz. Installé à Fos-sur-Mer, ce projet combine deux techniques :

• la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau, en valorisant le surplus d’électricité issus d’énergies renouvelables (solaire, éolien, etc.),

• la production de méthane de synthèse par méthanation, en combinant l’hydrogène à du CO₂.

L’hydrogène produit peut donc être injecté directement dans le réseau, ou bien transformé en méthane de synthèse avant intégration dans les infrastructures.

Injecter l’hydrogène dans le réseau sous forme de méthane de synthèse

Grâce à ses similitudes avec le méthane, ce méthane de synthèse permettrait d’utiliser en l’état les infrastructures de gaz existantes. Il n’aurait pas non plus d’impact sur les équipements alimentés, ce qui éviterait des coûts supplémentaires d’adaptation à un nouveau gaz.

En recyclant le CO₂, le procédé de méthanation a également la particularité de lutter contre les émissions de gaz à effet de serre. Des synergies sont ainsi envisagées avec la méthanisation pour accroître la performance carbone de la production de biométhane.

En optimisant la production et le stockage des énergies renouvelables, l’hydrogène et le méthane de synthèse occupent donc une place centrale dans la construction de réseaux multi-énergies. Chez Teréga, nous sommes persuadés que la transition énergétique passe par cette voie. C’est pourquoi nous avons lancé le projet IMPULSE 2025, un démonstrateur qui permet d’imaginer et de construire un système multi-énergies intelligent.