L’hydrogène issu des roches pourrait associer production de carburant propre et stockage du CO2

Un concept climatique gagnant-gagnant progresse vers des essais sur le terrain

Des chercheurs testent une idée qui, si elle passe à l’échelle, pourrait s’attaquer simultanément à deux grands défis climatiques : produire de l’hydrogène bas carbone et stocker du dioxyde de carbone sous terre dans les mêmes systèmes rocheux. Cette approche, décrite dans le texte source fourni, a montré des résultats prometteurs dans des travaux de laboratoire portant sur un type de roche courant, et les scientifiques souhaitent désormais l’amener à des essais sur le terrain avec des partenaires industriels.

Le concept arrive à un moment où l’hydrogène reste à la fois stratégiquement important et commercialement difficile. L’hydrogène propre est largement considéré comme utile pour des secteurs difficiles à électrifier directement, notamment la production d’engrais et la sidérurgie. Mais l’hydrogène produit aujourd’hui provient encore majoritairement de combustibles fossiles, ce qui signifie que ce carburant s’accompagne souvent d’une forte empreinte carbone.

La voie proposée, fondée sur les roches, vise à changer cette équation. Au lieu de dépendre d’une production fossile classique ou d’utiliser de l’électricité renouvelable pour décomposer l’eau, les chercheurs veulent déclencher sous terre des processus géologiques qui produisent de l’hydrogène tandis que le CO2 est minéralisé ou autrement stocké dans la roche environnante.

Pourquoi les chercheurs se tournent vers le sous-sol

Plusieurs raisons expliquent l’attention portée à cette piste de recherche. La première est le coût. L’hydrogène produit par électrolyse à partir d’énergie éolienne ou solaire se développe, mais il reste relativement coûteux et exige de grandes quantités d’électricité propre. Utiliser cette électricité pour l’hydrogène signifie aussi qu’elle n’est pas disponible pour d’autres besoins de décarbonation, comme le remplacement du charbon dans la production d’électricité.

Une autre raison tient à l’échelle. L’intérêt pour l’hydrogène naturel ou géologique a fortement augmenté, avec l’idée que les roches du sous-sol peuvent produire de l’hydrogène qui s’accumule naturellement ou peut être stimulé pour le faire. Certains chercheurs estiment que la ressource potentielle pourrait être immense. D’autres se montrent plus prudents, et le texte source fourni reflète cette incertitude. Il indique que de l’hydrogène naturel presque pur n’est actuellement extrait que sur un seul minuscule site commercial, à Bourakébougou, au Mali.

La nouvelle proposition se situe entre l’exploration de l’hydrogène naturel et la fabrication conventionnelle d’hydrogène. Au lieu de rechercher simplement des gisements d’hydrogène souterrains existants, les chercheurs étudient s’ils peuvent produire économiquement de l’hydrogène dans des formations rocheuses tout en séquestrant le CO2.

Ce que suggèrent les travaux en laboratoire

Selon le texte source fourni, des chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont montré dans des études en laboratoire que le procédé fonctionne pour un type de roche courant. L’étape suivante consiste à vérifier si cette chimie peut être transposée à des conditions de terrain, où la température, la perméabilité, le comportement des fluides et l’économie du procédé deviennent beaucoup plus complexes.

L’ambition dépasse l’hydrogène seul. Les chercheurs disent qu’il pourrait même être possible de produire de l’énergie géothermique en même temps. Si tel est le cas, le même système souterrain pourrait potentiellement fournir trois résultats pertinents pour le climat : un carburant propre, du stockage du carbone et de la chaleur ou de l’électricité utilisables.

C’est cette combinaison qui distingue le concept. Chacun de ces objectifs est poursuivi séparément dans le secteur de l’énergie, mais les intégrer dans un seul flux géologique pourrait rendre certains projets plus attractifs si la faisabilité technique est avérée.

La promesse commerciale et les inconnues

La promesse est facile à comprendre. L’hydrogène est nécessaire à plusieurs procédés industriels qui ne peuvent pas simplement passer à l’électricité directe. Le stockage du dioxyde de carbone est également essentiel dans de nombreux scénarios de zéro émission nette, en particulier pour les secteurs qui conservent des émissions résiduelles. Un système utilisant un même ensemble de roches pour ces deux usages pourrait améliorer l’économie des projets et réduire les doublons d’infrastructures.

Mais les inconnues sont importantes. Un succès en laboratoire ne garantit pas une viabilité sur le terrain. Les formations rocheuses varient considérablement. Les taux de production peuvent être difficiles à prévoir. La gestion du CO2, celle du réservoir et les exigences de surveillance pourraient compliquer le déploiement. Les coûts compteront autant que la chimie.

Le texte source fourni est prudent sur ce point. Les chercheurs ne prétendent pas disposer d’une technologie commerciale aboutie. Ils disent espérer démontrer que l’hydrogène peut être produit de manière économique pendant que le CO2 est séquestré. Cette formulation situe bien le concept à ce stade : prometteur, mais pas encore démontré.

Ce que cela pourrait changer pour le paysage de l’hydrogène

Si les essais sur le terrain réussissent, ces travaux pourraient élargir le débat sur l’hydrogène au-delà des grandes catégories actuelles d’hydrogène gris, bleu et vert. Une production géologique liée au stockage du carbone pourrait émerger comme une voie distincte, en particulier dans les régions disposant de formations rocheuses adaptées et d’une demande industrielle à proximité.

Elle pourrait aussi modifier le débat sur l’hydrogène naturel. Une grande partie de ce débat a porté sur la question de savoir si le monde dispose d’assez d’hydrogène souterrain accessible pour peser réellement. L’approche décrite ici déplace l’attention vers la production d’hydrogène sous terre grâce à des processus géochimiques conçus par l’homme, plutôt que de dépendre uniquement de réservoirs naturellement accumulés.

Cela est potentiellement important, car cela change la question de la découverte à la conception. Au lieu de se demander seulement où l’hydrogène existe déjà, les entreprises pourraient se demander où la géologie est favorable à sa production tout en piégeant le carbone.

Le chemin entre une étude en laboratoire et un système commercial reste long. Mais l’attrait de l’idée est clair. Dans une économie en décarbonation, les technologies les plus précieuses seront peut-être celles qui lèvent plusieurs goulots d’étranglement à la fois. Transformer des formations rocheuses en sites à la fois de production d’hydrogène et de stockage du CO2 correspond exactement à ce type de proposition, ce qui explique pourquoi cette recherche encore préliminaire devrait attirer l’attention des développeurs énergétiques et des stratèges climatiques.

Cet article s’appuie sur un reportage de New Scientist. Lire l’article original.