Hydrogène et e-méthanol : comparaison technologique (1)

Faut-il privilégier l’hydrogène ou le e-méthanol ? Dans ce premier volet d’analyse en deux parties que nous vous proposons, Albrecht Tribukait, directeur de Silent-Power SA, vous présente les avantages du e-méthanol.

par Albrecht Tribukait

L’Europe, tout comme la Suisse, a investi des milliards dans le développement des énergies renouvelables. Or, une part croissante de cette électricité est bridée ou exportée à des prix négatifs parce que la production, le stockage et l’utilisation ne sont pas coordonnés dans le temps. La réussite de la transition énergétique n’est donc pas conditionnée à la puissance installée, mais dépend de la capacité à planifier la fourniture de l’énergie, à garantir la sécurité de l’approvisionnement et à limiter les coûts totaux du système.

Trois critères sont décisifs à cet égard : la planification, la sécurité d’approvisionnement et la rentabilité.

L’hydrogène vert est indispensable pour les applications qu’il n’est pas possible d’électrifier directement, dans l’industrie et la chimie notamment. Employé directement là où il est produit, il peut être consommé pratiquement sans produire d’émissions.

En tant que vecteur de stockage, de transport et de distribution, l’hydrogène pose toutefois des contraintes physiques, au nombre desquelles figurent une densité volumétrique faible de l’énergie, un besoin élevé en énergie pour sa compression et sa liquéfaction et une infrastructure complexe. La stratégie suisse en matière d’hydrogène reconnaît également son effet de serre indirect, qu’elle inclut dans son appréciation. Cet effet de serre ne s’oppose pas à l’hydrogène en lui-même mais à son emploi non discriminé comme agent énergétique universel.

En raison du développement des énergies renouvelables, l’Europe connaît de plus en plus fréquemment des excédents structurels d’électricité. Cette électricité est aujourd’hui bridée ou exportée à des prix négatifs. En d’autres termes, dans le second cas, le consommateur en vient à payer pour qu’elle soit livrée. Ce problème n’est pas transitoire, il est une conséquence systémique du fait qu’une part fortement croissante de la production connaît des fluctuations.

Simultanément, on observe la croissance d’une deuxième ressource, le CO₂ non fossile émis par des sources biogènes et industrielles. Face à des prix de l’électricité bridés, voire négatifs, et compte tenu de la disponibilité du CO₂, le Power-to-X revêt toute sa pertinence économique en Europe, surtout pour le e-méthanol. En effet, il s’agit ici non pas de produire un besoin supplémentaire, mais de valoriser une perte systémique existante.

Liquide dans des conditions ambiantes, le méthanol peut être stocké pour de longues périodes et il peut être transporté au moyen de l’infrastructure existante. Compte tenu de la densité volumétrique de son énergie, de 15,8 MJ par litre environ, il dispose d’une excellente capacité de stockage chimique à long terme et permet que la production et la consommation soient dissociées dans le temps.

Lorsqu’il est appliqué à la production couplée d’électricité et de chaleur notamment, le e-méthanol présente une grande efficacité systématique : les rendements totaux peuvent atteindre 90 %. En Suisse, cette application est déjà mise en œuvre à l’échelle industrielle, par les services industriels zougois WWZ et par la confiserie Sprüngli à Dietikon (ZH) notamment.

Toxique, le méthanol est soumis à des règles de sécurité claires, comme tous les agents énergétiques liquides. Toutefois, dans son emploi concret à des fins énergétiques, il présente une toxicité faible comparé à l’essence et au diesel : il n’est ni carcinogène ni persistant, il ne cause ni rouille, ni poussières fines ni hydrocarbures polycycliques aromatiques. Il représente un danger important pour la santé s’il est absorbé par voie orale ; employé correctement en tant qu’agent énergétique, il présente un risque nettement plus réduit en termes de santé et d’environnement que l’essence et le diesel, ces deux carburants aujourd’hui largement utilisés.

Le e-méthanol peut s’employer en tant que liquide organique pour transporter l’hydrogène (« Liquid Organic Hydrogen Carrier LOHC ») : il se lie chimiquement à l’hydrogène. L’hydrogène est transporté à l’état liquide et s’il le faut, il est à nouveau rendu disponible. Aujourd’hui, le méthanol est le vecteur le plus avantageux et le plus pratique de l’hydrogène, pour le transport et pour le stockage saisonnier notamment.

Dans son rapport spécial 11/2024, la Cour des comptes européenne a jugé la politique de l’UE en matière d’hydrogène renouvelable avec une franchise inhabituelle : elle observe que la Commission a fixé des objectifs irréalistes en matière de production et d’importation d’hydrogène, et que l’UE ne suit pas une voie lui permettant de les atteindre. Elle constate que les objectifs en matière d’hydrogène renouvelable ne reposent pas sur des analyses rigoureuses mais qu’ils sont dictés par une volonté politique et juge peu probable qu’ils puissent être atteints à l’horizon 2030. La Cour demande expressément qu’une vérification à l’épreuve de la réalité soit opérée et que des choix stratégiques soient réalisés en évitant de nouvelles dépendances stratégiques.

Selon le rapport SWEET – EDGE II, 45 TWh d’électricité renouvelable devront être disponibles à l’horizon 2050. Ces chiffres signalent la nécessité d’un développement massif de l’éolien et du photovoltaïque, qui implique à son tour une hausse des coûts du réseau, une augmentation des charges systémiques et une augmentation des conflits liés à leur acceptation.

Axpo évoque aussi une possible pénurie dans l’approvisionnement pouvant dépasser 50 TWh. Il vaut la peine de mentionner qu’Axpo prévoit une centrale de réserve fonctionnant avec une turbine à gaz compatible avec le e-méthanol. Le e-méthanol est donc employé explicitement comme technologie de transition permettant d’assurer la sécurité de notre approvisionnement.

Factuellement, la bonne réponse à cette question consiste à dire qu’il faut privilégier les deux agents, pourvu que chacun remplisse le rôle qui lui revient. L’hydrogène est un objectif stratégique là où il n’existe pas d’autre matière. Le e-méthanol est la voie à suivre pour l’emploi des excédents, le comblement des déficits saisonniers et pour la mise en œuvre de la transition énergétique de manière planifiable, sûre et rentable.