Les fuites sont un problème pernicieux dans les gazoducs.
Comme l’hydrogène peut s’échapper encore plus facilement que le méthane par les moindres trous, fissures et soudures imparfaites, le transport et le stockage éventuel de ce gaz constituent l’un des principaux obstacles à l’adoption plus large de ce gaz en tant que combustible et matière première. La perméation et la fragilisation liées à l’hydrogène ne font qu’exacerber le problème.
Le taux de fuite du gaz naturel est déjà supérieur aux estimations de l’Agence de protection de l’environnement. Des recherches publiées dans la revue Science ont révélé que les fuites dans la chaîne d’approvisionnement en méthane aux États-Unis en 2015 représentaient 2,3 % de la production brute, soit environ 60 % de plus que l’estimation de l’inventaire de l’EPA (Alvarez et al., 2018).
Le livre blanc Atmospheric Implication of Increased Hydrogen Use (avril 2022), commandé par le gouvernement britannique et rédigé par des scientifiques de l’université de Cambridge et de l’université de Reading, indique que les taux de fuite pour l’hydrogène sont susceptibles d’être plus élevés, car les molécules de H2 sont plus petites que les molécules de CH4.
Effet négatif indirect des fuites d’hydrogène sur le climat
Les implications de cette découverte pour l’infrastructure de l’hydrogène sont alarmantes, et pas seulement en ce qui concerne la perte économique du gaz.
- La combinaison de l’hydrogène et de l’air forme une atmosphère explosive à des niveaux aussi faibles que 4 % de mole.
- Lorsque l’hydrogène fuit et pénètre dans l’atmosphère, il réagit avec les radicaux hydroxyles qui auraient « nettoyé » le méthane, un gaz à effet de serre.
- L’hydrogène augmente la concentration de vapeur d’eau, qui est responsable d’environ la moitié de l’effet de serre de la planète.
L’étude britannique susmentionnée a mis au point une nouvelle méthode de calcul du potentiel de réchauffement planétaire (PRP) « pour les espèces dont les émissions entraînent des forçages radiatifs indirects ». Ainsi, le groupe estime le PRP de l’hydrogène à 11 ±5, car il amplifie la vapeur d’eau et a un effet négatif sur la couche d’ozone. (À titre de comparaison, le dioxyde de carbone a un PRP de 1 et le méthane un PRP de 27-30).
Ainsi, pour tirer parti des avantages écologiques de l’économie de l’hydrogène, les gouvernements et l’industrie chimique doivent résoudre le problème des fuites lors du transport et du stockage.
Ce qu’il faut savoir et faire au sujet des fuites d’hydrogène
Pour minimiser les risques de fuite d’hydrogène, il faut d’abord bien comprendre le problème et son ampleur. L’industrie chimique devrait prendre les mesures suivantes :
- Développer des instruments capables de mesurer les concentrations d’hydrogène à l’échelle de quelques parties par milliard afin de quantifier systématiquement les fuites.
- Utiliser des mesures climatiques pour illustrer dans quelle mesure les fuites d’hydrogène empêchent d’atteindre les objectifs climatiques à court terme.
- Prendre en compte les probabilités de fuite d’hydrogène dans les décisions concernant le lieu et le mode d’utilisation de l’hydrogène.
- Réduire les besoins en transport en rapprochant les sites de production et de déploiement.
- Développer les meilleures pratiques pour minimiser les fuites d’hydrogène en adaptant les mesures actuellement employées pour réduire les fuites d’autres gaz, tout en gardant à l’esprit les propriétés chimiques uniques de l’hydrogène.