La Finlande pose les bases d'un stockage souterrain d'hydrogène à grande échelle dans le substrat rocheux cristallin | VTT
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Alors que l'Europe intensifie sa production d'hydrogène renouvelable, un stockage d'hydrogène à grande échelle sera nécessaire pour équilibrer la production et la consommation. Une nouvelle étude finlandaise menée par le Centre de recherche technique VTT et le Service géologique de Finlande (GTK), en collaboration avec des entreprises actives dans le secteur de l’hydrogène en Finlande, montre que le stockage souterrain d’hydrogène peut également être développé dans des roches cristallines – une découverte importante pour les pays et les régions qui ne peuvent pas compter sur des cavités salines.
Le stockage souterrain de l’hydrogène est nécessaire pour équilibrer la production et l’utilisation de l’hydrogène sur plusieurs jours et semaines, et non pas seulement sur quelques heures. Si les gazoducs d’hydrogène peuvent offrir une flexibilité à court terme, l’équilibrage sur plusieurs jours nécessite de grandes installations de stockage souterraines. Ces conclusions sont particulièrement pertinentes pour la Finlande, qui aspire à devenir l’une des principales économies de l’hydrogène en Europe, mais qui ne dispose pas des cavités salines souterraines utilisées pour le stockage de l’hydrogène dans de nombreux autres pays européens.
« Le développement d’installations souterraines de stockage d’hydrogène est une entreprise de longue haleine et à forte intensité capitalistique. Le projet a estimé que la construction d’une installation de stockage de 40 000 m³ coûterait environ 30 millions d’euros. En incluant les phases de planification et d’obtention des autorisations, la durée totale du projet serait de quatre à cinq ans », explique Pasi Valkokari, chercheur senior au VTT et chef de projet de cette initiative de recherche.
Dans le cadre d’un projet de recherche conjoint financé par Business Finland, le VTT et le GTK ont, pour la première fois, réalisé une évaluation exhaustive des exigences relatives au stockage de l’hydrogène dans les conditions finlandaises. Le projet HUG a également impliqué près d’une vingtaine d’entreprises actives dans l’économie de l’hydrogène en Finlande.
« Ce projet a permis d’acquérir des connaissances précieuses sur les alternatives de stockage souterrain de l’hydrogène et d’améliorer la compréhension tant des opportunités que des incertitudes restantes qui doivent être résolues. Ces résultats constituent une base solide pour le développement du stockage d’hydrogène à grande échelle en tant que partie intégrante des futurs systèmes à hydrogène », déclare Satu Sipola, vice-présidente chargée de l’hydrogène et du Power-to-X chez Fortum Power and Heat.
La conception et la sécurité des cavernes de stockage nécessitent des recherches supplémentaires
Les cavités salines souterraines existantes en Europe centrale et au Royaume-Uni peuvent être utilisées pour le stockage de l’hydrogène, car elles offrent des conditions naturellement étanches au gaz. La Finlande, en revanche, ne dispose pas de formations salines adaptées, ce qui signifie que les cavités de stockage doivent être creusées dans la roche cristalline et que l’étanchéité au gaz doit être assurée par des solutions techniques. Cela fait de la Finlande un cas d’étude pertinent pour d’autres régions où le stockage en cavités salines n’est pas envisageable.
« Le choix du site géologique, les études de terrain et les analyses des matériaux pour une installation de stockage d’hydrogène en roche dure sont essentiels pour garantir que le substrat rocheux environnant reste stable et que la sécurité ne soit pas compromise si l’hydrogène venait à réagir avec d’autres matériaux », explique Teemu Lindqvist, géologue au GTK.
L’étude conjointe a examiné la faisabilité de l’implantation de grandes cavités souterraines de stockage d’hydrogène dans le substrat rocheux finlandais. À l’issue de ce projet, un concept de stockage de haut niveau a été élaboré, couvrant la conception des structures de stockage, les modèles d’exploitation, les exigences géologiques et de sécurité, les risques techniques et sociétaux, les besoins d’investissement et les modèles d’écosystème. Au-delà de ces conclusions, plusieurs questions techniques, commerciales et réglementaires importantes subsistent et nécessiteront des recherches supplémentaires.
« Nous préparons actuellement la prochaine phase de la recherche avec le consortium industriel et avons pour objectif de continuer à élaborer les exigences de conception fondées sur la recherche qui permettront le développement d’une installation pilote et d’un concept de stockage reproductible en vue d’un déploiement à plus grande échelle », explique Jutta Nyblom, responsable de la collaboration industrielle au sein du projet et de la préparation de l’initiative au VTT.
Développement progressif de l’économie de l’hydrogène
L’économie de l’hydrogène en Finlande devrait se développer par étapes. La première phase verra l’émergence de pôles régionaux dédiés à l’hydrogène. À mesure que les volumes de production et de consommation d’hydrogène augmenteront, les installations de stockage dédiées deviendront un facteur clé pour la viabilité commerciale des chaînes de valeur de l’hydrogène, en contribuant à stabiliser les prix et la disponibilité de l’hydrogène.
Dans un premier temps, des solutions de stockage de plus petite taille suffiront. Toutefois, les besoins en installations souterraines de stockage d’hydrogène de taille moyenne, d’un volume compris entre 10 000 et 40 000 mètres cubes, devraient croître rapidement.
« Le soutien des investissements publics est essentiel pour accélérer les investissements dans l’hydrogène vert et le développement de l’économie de l’hydrogène en Finlande, ainsi que pour garantir que les projets de stockage puissent avancer sans retard. Outre le soutien public, les projets nécessiteront une collaboration étroite tout au long des chaînes de valeur, un environnement réglementaire stable et prévisible, ainsi que des engagements fermes en matière d’achat pour aller de l’avant », déclare Pasi Valkokari, du VTT.
Partenaires industriels du projet HUG
AFRY Finland Oy, BusinessOulu, Danfoss Drives Oy, DEKRA Industrial Oy, EDR, Medeso Oy, Energiateollisuus ry, Fortum Power and Heat Oy, Gasgrid vetyverkot Oy, Geomachine Oy, Green North Energy Oy, Helen Oy, Lujabetoni Oy, Mincon Nordic Oy, Neste Oyj, St1 Oy, Sweco Finland Oy, Valmet Automation Oy Vantaan Energia Oy
Le projet a été principalement financé par Business Finland. Les activités de recherche ont été menées par le Centre de recherche technique de Finlande (VTT) et le Service géologique de Finlande (GTK).
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