Les gisements de la mer du Nord pourraient stocker sept ans de demande britannique en hydrogène

Lors d’une semaine hivernale sans vent, les centrales électriques au gaz du Royaume-Uni démarrent lorsque l’éolien et le solaire ne suffisent pas à répondre à la demande. Lors d’une journée très venteuse, certaines éoliennes sont arrêtées parce que le réseau ne sait pas quoi faire de leur électricité. Des chercheurs désignent désormais les gisements de pétrole et de gaz vides situés sous la mer du Nord comme un possible tampon : les remplir d’hydrogène vert lorsque l’électricité renouvelable est abondante, puis reconvertir cet hydrogène en électricité lorsque le vent faiblit.

Une étude publiée dans Applied Energy estime que les gisements épuisés adaptés pourraient fournir 3 659 térawattheures de capacité de stockage d’hydrogène. Cela équivaut à plus de sept ans de la demande d’électricité britannique prévue en 2040. L’hydrogène vert est produit en utilisant de l’électricité renouvelable pour séparer l’eau en hydrogène et en oxygène ; le gaz peut ensuite servir à produire de l’électricité sans les émissions de dioxyde de carbone des centrales conventionnelles au gaz.

Les chercheurs ont évalué les gisements de la mer du Nord en fonction de leur géologie, notamment de la qualité de la couche de roche imperméable qui maintient le gaz sous terre et de la quantité d’hydrogène susceptible de s’échapper. Avec les chercheurs en doctorat Zongtai Zhang et Joseph Brown, ils ont construit un jumeau numérique du futur système électrique britannique et du stockage géologique, en modélisant les conditions météorologiques réelles ainsi que l’offre et la demande par intervalles d’une demi-heure, plutôt qu’en s’appuyant sur des moyennes annuelles.

Les résultats modélisés mettent en évidence l’intérêt pratique de l’échelle. Avec davantage d’énergies renouvelables mais sans capacité supplémentaire de stockage d’hydrogène, le réseau dépendait toujours du gaz pendant les semaines hivernales sans vent. Dans un scénario de faible stockage utilisant uniquement les sites prévus, les réserves d’hydrogène se remplissaient rapidement, ne laissant plus de place pour absorber l’excédent estival. Seul le scénario à forte capacité de stockage, qui ajoutait les gisements épuisés de la mer du Nord, supprimait le besoin de centrales électriques conventionnelles au gaz d’ici 2040 ; dans tous les scénarios, le gaz ne représentait plus que 1 % de la production en 2030.

Et ensuite ? Pour les ménages, l’avantage direct pourrait être une réserve d’énergie plus importante pendant l’hiver, lorsque la demande est la plus élevée et que la production renouvelable peut être faible. Pour les producteurs d’engrais, d’acier, de ciment et de verre, l’hydrogène pourrait aussi fournir la chaleur intense difficile à produire avec de l’électricité. Comme la production et le stockage pourraient être installés à proximité des raccordements aux parcs éoliens en mer et des infrastructures pétrolières et gazières existantes, les chercheurs estiment que les communautés côtières pourraient s’appuyer sur les compétences et les emplois associés. Ces bénéfices restent conditionnels : les chiffres proviennent d’un modèle et la capacité de stockage proposée en mer du Nord n’est pas encore devenue un système opérationnel.