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Hystories est un acronyme qui signifie « HYdrogen STORage In European Subsurface » (Stockage souterrain d’hydrogène en Europe). Il s’agit d’un projet de recherche scientifique sur les possibilités de stockage de l’hydrogène en milieu poreux, c’est-à-dire dans les champs gaziers ou pétroliers déplétés, ainsi que dans les aquifères.
Hystories est un collectif qui réunit des acteurs publics (universités européennes, instituts de recherche) et privés (bureaux d’études, industriels et exploitants de sites de stockages d’énergie), afin de développer des solutions techniques et de produire des analyses socio-économiques sur les possibilités de ce type de stockages géologiques.
Schéma de principe du stockage d’hydrogène en milieu poreux
©Hystories
Une conférence de restitution de l’ensemble des travaux a eu lieu les 25 et 26 mai 2023, dans le grand amphithéâtre de l’Ecole des Mines de Paris.
L’hydrogène vert est un vecteur énergétique propre et renouvelable. L’utilisation de ce gaz comme source d’énergie pourrait transformer durablement notre industrie et notre mobilité. Par ailleurs, il peut être envisagé comme solution de stockage de l’électricité produite par les ENR* intermittentes. En effet, l’électricité verte générée par exemple par les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques pourrait être convertie en hydrogène par électrolyse. Cet hydrogène serait ensuite stocké sous terre, et enfin reconverti en électricité qui serait réinjectée dans le réseau via des systèmes de piles à combustible. Ce schéma « Power to Gas to Power » permettrait de pallier l’intermittence inhérente aux ENR.
Pour accélérer le déploiement de cette chaîne de valeur, il est nécessaire de trouver des solutions de stockages massifs. Le stockage dans les roches poreuses ouvrirait des possibilités très intéressantes pour l’Union européenne.
Le projet Hystories, financé par l’Union Européenne, a exploré le stockage souterrain d’hydrogène en Europe du 1er janvier 2021 au 30 juin 2023. Dirigé par Geostock, il a impliqué des partenaires clés en Europe et a réuni des données géologiques de 23 pays. Le projet s’est concentré sur les cavités salines et les milieux poreux (réservoirs déplétés d’hydrocarbures liquides ou gazeux, aquifères salins).
L’expérience industrielle actuelle du stockage d’hydrogène pur est limitée, avec seulement quelques projets en Europe et aux États-Unis. Bien que le stockage de gaz de ville (un mélange contenant de l’hydrogène) dans des milieux poreux soit historique, le stockage d’hydrogène pur présente des défis nouveaux, notamment en raison de sa réactivité, de sa capacité à fragiliser les aciers et de sa faible viscosité et densité énergétique volumétrique.
Les objectifs principaux du projet Hystories étaient d’apporter des développements techniques au stockage d’hydrogène renouvelable à grande échelle dans des champs déplétés ou des aquifères, et d’évaluer comment le stockage souterrain d’hydrogène pourrait faciliter la transition vers un système énergétique neutre en émissions de CO2 dans l’UE d’ici 2050.
Le projet a identifié les sites possibles de stockage souterrain d’hydrogène en milieu poreux et a estimé leur capacité totale de stockage d’hydrogène à 6 850 TWh (19 000 TWh avec les sites en mer) dans l’UE et les pays voisins. Une méthode d’analyse des risques associés à l’activité microbienne dans les futurs stockages d’hydrogène souterrains a été proposée et la consommation d’hydrogène a été modélisée, pour un résultat de 0,06 % à l’échelle du laboratoire et de 0,004 % à l’échelle du stockage après cinq cycles saisonniers d’injection et de soutirage d’hydrogène. Une douzaine de grades d’aciers communs pour des tubes pétroliers ont été testés au contact d’un environnement hydrogène, et des recommandations ont été émises sur le type d’acier à utiliser dans les stockages.
En conclusion, le stockage souterrain d’hydrogène présente un potentiel significatif pour contribuer à la décarbonation des réseaux énergétiques et des sociétés, notamment en Europe. Le stockage dans les cavités salines est considéré comme techniquement mature. Le stockage dans des champs déplétés ou des aquifères n’a pas de frein technique majeur identifié, bien que des questions demeurent concernant la qualité du gaz déstocké et les coûts de traitement éventuels avant qu’il puisse être réinjecté sur un réseau de distribution d’hydrogène. Le projet a également souligné l’importance du cadre réglementaire et des modèles commerciaux pour le déploiement des sites de stockage, ainsi que la nécessité d’approfondir les questions de l’estimation des coûts et le rôle des stockages souterrain d’hydrogène dans la chaîne de valeur énergétique.
Hystories est un projet de recherche soutenu par l’Union Européenne. Ce projet a reçu un financement de Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking (maintenant Clean Hydrogen Partnership) dans le cadre de l’accord de subvention n° 101007176. Cette Joint Undertaking reçoit le soutien du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union Européenne, d’Hydrogen Europe et d’Hydrogen Europe Research.
https://cordis.europa.eu/project/id/101007176/fr
Financement : 2 499 911,75 €
Le projet Hystories émane d’une coopération d’entités européennes publiques (universités, centres de recherche) et privées (bureaux d’étude, acteurs industriels), regroupées dans un consortium, piloté par Geostock, société française d’ingénierie du souterrain.
Ce partenariat européen se compose de 7 partenaires principaux, de 17 entités tierces, ainsi que d’un conseil consultatif composé de 13 industriels, opérateurs ou fournisseurs du marché gazier. Ces acteurs sont issus de 17 pays : Allemagne, Angleterre, Autriche, Belgique, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, France, Grèce, Italie, Norvège, Pologne, Portugal, Roumanie, Tchéquie, Turquie.
Hystories est constitué de sept partenaires clés, acteurs publics et privés, actifs dans le stockage souterrain en Europe : CO2GeoNet, Fundación para el desarrollo de las nuevas technologías del hidrógeno en Aragón, Geostock, Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (LBST), MicroPro GmbH, Mineral and Energy Economy Research Institute, Montanuniversitaet Leoben.
Ces entités sont pour certaines des experts en stockage souterrain de gaz et de CO2. D’autres ont une grande expérience dans l’évaluation stratégique, la faisabilité et l’analyse du marché. Certains partenaires sont également des instituts universitaires renommés pour leur recherche de pointe dans le domaine minier, les minéraux et les technologies de l’hydrogène. Enfin, une fondation spécialisée dans la valorisation de l’hydrogène comme vecteur énergétique fait aussi partie des piliers du projet. Six de ces partenaires sont répartis dans cinq pays européens : Allemagne, Autriche, Espagne, France, Pologne. Le septième partenaire, CO2GeoNet, est un réseau dont les membres couvrent près de 20 pays européens.
Le conseil consultatif est composé de 13 industriels, tous opérateurs ou fournisseurs du marché gazier : Enagas, Fluxys, Gas System, Humbly Grove Energy, IGS, OGE, Ontras, RAG Austria AG, Storengy Deutschland, Teréga, Uniper, Vallourec, VNG. Le rôle de ce conseil est d’exprimer les besoins des industriels. Son rôle est également de fournir des échantillons (composants métalliques, échantillons fluides, etc.). Ces 13 industriels représentent une force de plusieurs dizaines de milliers de professionnels spécialistes de l’industrie Oil & Gas, cumulant une capacité de stockage de l’ordre de 200 TWh et un réseau de pipelines de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres.
Dix-sept instituts de recherches ou services géologiques, membres de CO2GeoNet, participent au projet Hystories. Ils ont permis au projet de recueillir des données géologiques de 23 pays européens : BRGM, British Geological Survey, CERTH – Centre for research & technology Hellas, Czech Geological Survey, Estonian University TalTech, GeoEcoMar, Geological Survey of Belgium, Geological Survey of Denmark and Greenland, Geologische Bundesanstalt, GIG – Research Institut, Helmhotz-Zentrum Potsdam, Instituto de Ciências da Terra, Instituto Geológico y Minero de España, OGS – The National Institute of Oceanography and Applied Geophysics, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Research Institute NORCE, University of Zagreb.
