La viabilité future et l’acceptation générale de l’infrastructure de réseau dans le secteur du gaz dépendent de la possibilité d’utilisation continue des systèmes existants pour le gaz vert et de la capacité à réduire à zéro les pertes de gaz déjà faibles aujourd’hui. Les systèmes de tubes en cours de développement chez les fabricants soutiennent ce processus. Une transition énergétique réussie signifie la combinaison de la sécurité d’approvisionnement et de la compatibilité environnementale avec une protection climatique innovante et intelligente. Pour cela, l’Allemagne a besoin d’alternatives aux énergies fossiles encore utilisées actuellement. Cela vaut également pour les vecteurs énergétiques gazeux et liquides, même si ceux-ci resteront une partie intégrante du système énergétique pendant une période prolongée dans un pays industriel comme l’Allemagne. L’hydrogène en tant que gaz joue un rôle de plus en plus central dans le développement et l’achèvement de la transition énergétique. À cet égard, différentes approches de solutions sont discutées dans le milieu professionnel : d’une part, une conversion complète d’un réseau à l’hydrogène, par exemple pour l’application industrielle, d’autre part, des modèles pour un mélange d’hydrogène dans un réseau de gaz existant. L’Allemagne dispose, avec son réseau de gaz naturel très ramifié et les réservoirs de gaz connectés, d’une infrastructure bien développée pour le gaz. Celle-ci devrait continuer à être utilisée pour l’approvisionnement de tous les segments de clientèle actuels. L’hydrogène pourrait ici servir de lien entre le monde de l’électricité renouvelable croissante d’aujourd’hui et les vecteurs énergétiques fossiles à base moléculaire que sont le gaz naturel et le pétrole. Surtout là où l’électricité issue d’énergies renouvelables ne peut pas être utilisée directement, l’hydrogène vert à produire à partir de celle-ci ouvre de nouvelles voies de décarbonisation, notamment en résolvant le problème de stockage du côté de l’électricité. En cas de suroffre d’électricité, l’électricité peut être transférée en hydrogène avec de l’eau au moyen de la technologie d’électrolyse, puis injectée dans le réseau de gaz et dans les réservoirs existants. Les technologies de mise en œuvre sont déjà développées, certaines encore en phase de test dans des projets, mais ont déjà démontré leur fiabilité en principe. Les installations et composants sont actuellement de plus en plus développés en termes de capacité de performance.
Les développements progressent également dans le domaine de la technologie d’application. Ainsi, de nombreux examens d’appareils ont été réalisés au cours des dernières années aux niveaux national et international, qui ont montré qu’une grande partie des appareils utilisés pour l’approvisionnement en chaleur fonctionnent en toute sécurité jusqu’à un mélange de 20 % en volume d’hydrogène dans le gaz naturel. Pour les nouveaux appareils, les fabricants sont en cours de développement pour mettre sur le marché des appareils à hydrogène pur ainsi que des appareils à hydrogène avec des kits de conversion pour l’utilisation de mélanges de gaz dans un rapport de 30/70 (hydrogène/gaz naturel). Les clients des réseaux de gaz ont alors la possibilité de convertir leurs bâtiments à une énergie de plus en plus verte sans grand besoin d’adaptation du système de chauffage. L’infrastructure invisible, car souterraine, pour une conversion ou un mélange d’hydrogène est également disponible. De nouvelles mesures de construction ne sont nécessaires que dans une faible mesure. Les investissements seraient minimes. Les actions de conversion des réseaux de gaz existants à tous les niveaux de pression sont en cours. Le règlement DVGW a été simultanément vérifié, complété et les exigences encore manquantes ont été partiellement résumées dans de nouvelles fiches techniques et de travail. La fiche de base dans le domaine du réseau est la fiche technique DVGW G 221 (M). Selon les analyses techniques des exploitants de réseaux à ce jour, il est établi que le nouveau vecteur énergétique hydrogène peut être acheminé par les réseaux de gaz existants à tous les niveaux de pression jusqu’au client final. Les normes DIN en vigueur y font déjà référence et confirment l’aptitude de principe. Pour l’industrie du gaz, l’aptitude de principe démontrée est d’une grande importance, car sur les plus de 500 000 km rien qu’en Allemagne, 65 % des conduites de distribution et 85 % des conduites de branchement sont en plastique (principalement PE 80, PE 100 et PE 100-RC). Avant une conversion de réseau, les exploitants doivent évaluer de manière exhaustive l’infrastructure de réseau installée, du tube aux composants en passant par les éléments de construction. À cet effet, le DVGW a publié, sur la base des expériences de projets pilotes, les fiches techniques correspondantes G 407(M) et G 408(M) pour la conversion des réseaux de gaz à l’hydrogène. Selon l’état de documentation du réseau chez l’exploitant de réseau et le mélange prévu, différentes recommandations d’action y sont mentionnées. Entre autres, il est recommandé aux exploitants de réseaux de vérifier la compatibilité hydrogène des réseaux existants à l’aide de la base de données matériaux mise en ligne par le DVGW début 2023. En principe, selon l’état actuel des connaissances, il n’y a pas non plus de raison, sous l’angle de la sécurité, de remettre en question l’utilisation des réseaux de tubes en plastique pour l’hydrogène. Néanmoins, il est important de donner également de nouvelles impulsions technologiques dans le « processus de transformation énergétique ».
Dans le domaine des tubes en plastique, les pertes de méthane sont très faibles. Cependant, la perméation des matériaux plastiques est régulièrement abordée à tous les niveaux nationaux et européens lors du passage à l’hydrogène. Les exploitants de réseaux sont tenus à l’avenir d’indiquer cette source de perte dans les pertes de gaz. Une approche de solution à cet égard consiste en des tubes en plastique multicouches avec couche barrière de diffusion. Les premiers tests montrent que cela permet de réduire les taux de perte de méthane par perméation à zéro et, pour l’hydrogène, de 50 % par rapport aux tubes PE standard monoparois. D’autres tests proches de la pratique sur des tubes multicouches sont en cours dans le cadre d’un projet de recherche DVGW. Les questions relatives à l’augmentation de pression des systèmes de tubes en plastique ainsi qu’à un contrôle non destructif des assemblages soudés figurent également à l’ordre du jour du DVGW. Il n’y aura plus de retour au monde de l’énergie uniquement fossile. Au lieu de cela, il y aura un déplacement vers davantage d’énergie électrique. Les premiers résultats d’analyse des planifications thermiques réalisées pour les grandes villes montrent cependant qu’un approvisionnement énergétique uniquement électrique ne sera pas pertinent ni sous l’angle écologique ni en ce qui concerne les investissements nécessaires. Ces travaux sont actuellement discutés de manière ouverte au niveau communal. Il ne s’agit pas de remettre en question à long terme l’approvisionnement énergétique neutre en CO2, mais plutôt de décrire le chemin pour y parvenir de manière sûre et viable. À cet égard, les énergies à base moléculaire comme l’hydrogène et le biogaz peuvent jouer un rôle central dans tous les secteurs, car le réseau de gaz existant peut contribuer de manière significative à acheminer l’énergie vers les clients de l’industrie, du commerce et du secteur du bâtiment à l’avenir également.
Tubes en plastique réduisant les émissions pour l’hydrogène – pour les réseaux de gaz verts du futur
egeplast développe des Green Gas Pipes innovants avec une couche barrière de perméation supplémentaire pour réduire les émissions d’hydrogène et de méthane. La condition préalable à la viabilité durable du réseau est la réduction des pertes de gaz. Celle-ci peut être atteinte par la réhabilitation, l’extension et la construction neuve avec des tubes en plastique innovants avec couche barrière de perméation.
