La révolution du stockage de l’hydrogène : la clé manquante de l’énergie propre

Fin 2024, le National Renewable Energy Laboratory (NREL) et GKN Hydrogen ont mis en service un « méga-réservoir » d’hydrure métallique d’hydrogène de 500 kg, une première du genre, dans le Colorado.
Le transporteur d’hydrogène liquide japonais Suiso Frontier a démontré le transport d’hydrogène liquide de l’Australie vers le Japon en 2022.
Hydrogenious LOHC Technologies construit la plus grande usine LOHC du monde, le projet Hector, à Dormagen, en Allemagne, pour stocker environ 1 800 tonnes d’hydrogène par an dans un système LOHC à benzyl-toluène, avec une approbation prévue en avril 2025 et une ouverture prévue en 2027.
Advanced Clean Energy Storage (ACES) dans l’Utah utilisera deux cavernes salines pour stocker l’hydrogène produit par une ferme d’électrolyseurs de 220 MW, avec un mélange initial de 30 % d’hydrogène prévu pour 2025 et un objectif de 100 % d’hydrogène d’ici 2045.
Le projet pilote de caverne saline d’Uniper en Allemagne a commencé à être rempli d’hydrogène en septembre 2024, et les premiers résultats montrent une étanchéité et une récupération réussies.
Les voitures à pile à combustible Toyota Mirai stockent l’hydrogène à environ 700 bars dans des réservoirs, permettant une autonomie d’environ 500 à 600 km (plus de 300 miles).
La caverne de stockage souterrain d’hydrogène de HYBRIT à Luleå, en Suède, a une taille de 100 mètres cubes et a été inaugurée en 2022.
L’Union européenne a approuvé l’IPCEI Hy2Move en mai 2024 pour faire progresser la chaîne de valeur de l’hydrogène, y compris les innovations de stockage.
Un test de la NASA fin 2024 a démontré une isolation qui a réduit l’évaporation dans les réservoirs d’hydrogène liquide d’environ 50 %.
Liquéfier l’hydrogène consomme environ 30 % de son contenu énergétique, ce qui met en évidence le coût énergétique du stockage cryogénique.

L’hydrogène est souvent présenté comme le « carburant du futur » dans une économie d’énergie propre. Mais pour tenir cette promesse, il faut résoudre un défi crucial : comment stocker l’hydrogène de manière efficace, sûre et à grande échelle. Pourquoi est-ce si important ? L’hydrogène peut être produit en quantités illimitées à partir d’eau et d’électricité renouvelable (ce qui donne de « l’hydrogène vert »), et son utilisation n’émet aucun gaz à effet de serre – seulement de l’eau. Il transporte aussi plus d’énergie par livre que tout autre carburant, mais sous forme gazeuse, il a une densité extrêmement faible energy.gov. Concrètement, cela signifie que de l’hydrogène non comprimé nécessiterait un réservoir plus grand qu’une maison pour égaler l’énergie d’un réservoir d’essence. Des méthodes de stockage efficaces sont donc essentielles pour concentrer suffisamment d’hydrogène dans des volumes raisonnables pour une utilisation dans les véhicules, les systèmes électriques et l’industrie energy.gov. Comme le dit l’Agence internationale de l’énergie, « L’hydrogène est l’une des principales options pour stocker l’énergie issue des renouvelables », potentiellement au coût le plus bas pour un stockage à long terme sur plusieurs jours, voire plusieurs mois iea.org.

Le rôle de l’hydrogène dans la transition énergétique mondiale est multiple. Il offre un moyen de décarboner des secteurs difficiles à électrifier (comme l’industrie lourde, le transport maritime ou l’aviation) et de stocker l’excédent d’énergie renouvelable pour les moments où le soleil ne brille pas ou le vent ne souffle pas iea.org. De nombreux experts considèrent le stockage de l’hydrogène comme le « maillon manquant » capable de relier la production intermittente d’énergie renouvelable à une demande énergétique stable, 24h/24. « L’hydrogène connaît aujourd’hui un élan sans précédent. Le monde ne doit pas manquer cette occasion unique de faire de l’hydrogène une composante importante de notre avenir énergétique propre et sûr, » a déclaré Fatih Birol, Directeur exécutif de l’AIE iea.org. En résumé, maîtriser le stockage de l’hydrogène est essentiel pour libérer le potentiel de l’hydrogène en tant que carburant propre et tampon énergétique dans une économie neutre en carbone.

Comment (et pourquoi) stockons-nous l’hydrogène

Contrairement au pétrole ou au gaz naturel, l’hydrogène ne se trouve pas prêt à l’emploi sous terre – il doit être produit, puis stocké et transporté avant utilisation. Mais stocker l’hydrogène n’est pas une mince affaire, même si l’hydrogène est l’élément le plus léger nrel.gov. Dans des conditions normales, c’est un gaz diffus, donc les ingénieurs ont développé différentes méthodes pour concentrer davantage l’hydrogène pour le stockage. De manière générale, l’hydrogène peut être stocké physiquement sous forme de gaz comprimé ou de liquide cryogénique, ou chimiquement dans d’autres matériaux.

Pourquoi faire tous ces efforts ? Parce qu’un stockage efficace de l’hydrogène nous permet de constituer des réserves d’énergie propre. Par exemple, l’excédent d’énergie solaire ou éolienne peut servir à décomposer l’eau pour produire de l’hydrogène, qui est stocké puis reconverti en électricité dans une pile à combustible ou une turbine lorsque nécessaire. Cette capacité à décaler l’approvisionnement énergétique dans le temps est cruciale pour les réseaux dominés par les renouvelables. Le stockage de l’hydrogène permet aussi aux véhicules à pile à combustible d’emporter une quantité utile de carburant à bord pour de longues distances, et aux installations industrielles de conserver une réserve de secours pour les processus critiques. En somme, stocker l’hydrogène en fait une monnaie énergétique flexible – produite lorsqu’il y a un surplus d’énergie verte, et consommée où et quand l’énergie est nécessaire.

Principales méthodes de stockage de l’hydrogène

Aujourd’hui, chercheurs et industriels explorent plusieurs méthodes de stockage de l’hydrogène, chacune ayant ses avantages et ses défis :

Hydrogène gazeux comprimé : La façon la plus simple de stocker l’hydrogène est sous forme de gaz dans des cylindres à haute pression. Le gaz d’hydrogène est comprimé dans des réservoirs robustes à une pression de 350–700 bar (5 000–10 000 psi) energy.gov, ce qui augmente considérablement sa densité. C’est ainsi que les voitures à pile à combustible à hydrogène stockent le H₂ – par exemple, les réservoirs d’une Toyota Mirai contiennent de l’hydrogène à ~700 bar, suffisant pour environ 500–600 km (plus de 300 miles) de conduite. Le stockage sous forme de gaz comprimé est une méthode éprouvée avec un ravitaillement rapide, mais les réservoirs sont encombrants (parois épaisses en fibre de carbone) et même à 700 bar, l’énergie par volume de l’hydrogène reste bien inférieure à celle de l’essence. C’est une méthode idéale pour les véhicules et le stockage à petite échelle en raison de sa simplicité, bien qu’à grande échelle cela implique d’utiliser de nombreux grands cylindres ou même des réservoirs volumineux pour le stockage en vrac.
Hydrogène liquide (stockage cryogénique) : Refroidir le gaz d’hydrogène à -253 °C (-423 °F) le transforme en liquide, atteignant une densité énergétique par litre bien plus élevée energy.gov. L’hydrogène liquide (LH₂) est utilisé dans les réservoirs de carburant de fusées depuis des décennies (par exemple, les Saturn V et la navette spatiale de la NASA). Il est désormais envisagé pour le transport en vrac (par camions-citernes ou même par navires) et dans les stations de ravitaillement. L’avantage est que l’hydrogène liquide est environ 8 fois plus dense que le gaz à 700 bar. Cependant, il nécessite des réservoirs cryogéniques coûteux avec une super isolation, et une partie de l’hydrogène s’évapore avec le temps. Maintenir l’hydrogène à une température aussi basse consomme beaucoup d’énergie. Le stockage sous forme liquide est pertinent lorsque la densité maximale est requise – par exemple, le navire pionnier japonais de transport d’hydrogène liquide Suiso Frontier a démontré le transport d’hydrogène liquide de l’Australie vers le Japon en 2022. À l’avenir, l’hydrogène liquide pourrait alimenter des avions et des navires ou servir de forme de distribution, mais les pertes par évaporation et le coût de la réfrigération restent des obstacles majeurs.
Hydrures métalliques (stockage à l’état solide) : Une méthode intrigante consiste à stocker l’hydrogène à l’intérieur de matériaux solides. Certains métaux et alliages (comme le magnésium, le titane ou les composés de lanthane-nickel) absorbent facilement le gaz hydrogène dans leur structure cristalline, formant des hydrures métalliques – en quelque sorte des éponges métalliques pour l’hydrogène. Cela transforme l’hydrogène en une forme solide stable nrel.gov. Par exemple, certains alliages à base de nickel peuvent absorber l’hydrogène à pression et température modérées, et le libérer lorsqu’ils sont chauffés. Le grand avantage est la sécurité et la densité : l’hydrogène est immobilisé dans une matrice solide, pas besoin de haute pression ni de froid extrême nrel.gov. Cela peut éviter le besoin de réservoirs à parois épaisses, et c’est très compact en volume (les hydrures métalliques peuvent atteindre une densité volumique supérieure à celle de l’H₂ liquide). L’inconvénient est le poids – les métaux sont lourds – et la chaleur nécessaire pour libérer l’hydrogène. Les systèmes à hydrures métalliques sont en cours de démonstration pour le stockage stationnaire. Fin 2024, un partenariat dirigé par le NREL et GKN Hydrogen a mis en service un « méga-réservoir » d’hydrure métallique d’hydrogène de 500 kg au Colorado nrel.gov nrel.gov. « Même si les hydrures métalliques comme technologie de stockage de l’hydrogène existent depuis des années, ils sont relativement nouveaux à l’échelle commerciale », note Alan Lang de GKN Hydrogen. Des démonstrations comme celle du NREL prouvent leur viabilité et leur valeur unique en matière de sécurité, d’empreinte et d’efficacité pour le stockage d’énergie à grande échelle nrel.gov.
Transporteurs Organiques Liquides d’Hydrogène (LOHC) : Une autre approche novatrice consiste à stocker l’hydrogène dans des produits chimiques liquides, un peu comme un carburant rechargeable. Les Transporteurs Organiques Liquides d’Hydrogène sont des liquides stables, semblables à de l’huile (par exemple, le toluène ou le dibenzyl-toluène) qui peuvent être chimiquement « chargés » en hydrogène puis « déchargés » pour le libérer. Essentiellement, le gaz hydrogène est chimisorbé dans le liquide via une réaction d’hydrogénation, créant un liquide riche en hydrogène ; plus tard, un processus de déshydrogénation (avec chaleur et catalyseur) libère le gaz H₂ à la demande en.wikipedia.org. Le grand avantage des LOHC est que le liquide peut être manipulé à température et pression ambiantes – pas besoin de cryogénie ni de réservoirs haute pression. Les fluides LOHC utilisent l’infrastructure existante des carburants : ils peuvent être pompés et transportés dans des citernes comme l’essence. Ils sont non explosifs et peuvent stocker de grandes quantités d’hydrogène de façon dense (certains LOHC contiennent ~6–7 % d’hydrogène en poids). L’inconvénient est le coût énergétique des réactions chimiques – il faut chauffer pour libérer l’hydrogène, et des catalyseurs sont nécessaires. Cela réduit l’efficacité du cycle complet (généralement seulement 60–70 % d’efficacité pour la libération sans récupération de chaleur) en.wikipedia.org. Cependant, la recherche améliore ce point, et les avantages en termes de sécurité et de logistique sont convaincants pour le transport d’hydrogène sur de longues distances. En fait, en 2020, le Japon a lancé la première chaîne d’approvisionnement internationale en hydrogène au monde, utilisant un LOHC à base de toluène pour expédier de l’hydrogène du Brunei à Kawasaki en.wikipedia.org. De grandes entreprises comme l’allemande Hydrogenious LOHC Technologies développent les LOHC à grande échelle. Hydrogenious construit la plus grande usine LOHC du monde (projet « Hector ») à Dormagen, en Allemagne, pour stocker environ 1 800 tonnes d’hydrogène par an dans un système LOHC à benzyl-toluène h2-international.com. L’installation vient d’obtenir son approbation en avril 2025 et son ouverture est prévue pour 2027 h2-international.com. Le PDG d’Hydrogenious, Andreas Lehmann, y voit la preuve « de la maturité et de l’applicabilité industrielle de notre technologie LOHC » h2-international.com.
Porteurs chimiques (ammoniac et autres) : L’hydrogène peut aussi être stocké indirectement en le convertissant en d’autres composés riches en hydrogène comme l’ammoniac (NH₃) ou le méthanol. L’ammoniac – un composé d’hydrogène et d’azote – est déjà largement produit et transporté dans le monde entier (comme engrais), et il contient plus d’hydrogène par litre que l’H₂ liquide sans nécessiter de réservoirs cryogéniques (l’ammoniac se liquéfie à -33 °C, bien plus facilement que -253 °C pour l’H₂). L’idée est de produire de « l’ammoniac vert » à partir d’hydrogène vert, de transporter ou stocker l’ammoniac (qui est plus facile à manipuler que l’hydrogène pur), puis soit d’utiliser l’ammoniac comme carburant (certaines turbines et navires sont adaptés pour brûler de l’ammoniac), soit de le « craquer » à nouveau en hydrogène à destination. L’avantage est de tirer parti de l’infrastructure existante de l’ammoniac – pipelines, réservoirs, navires – mais le craquage de l’ammoniac en hydrogène est énergivore et encore peu répandu. De même, le méthanol ou d’autres carburants synthétiques peuvent servir de porteurs liquides d’hydrogène de façon neutre en carbone (s’ils sont produits à partir de CO₂ + H₂). Ces porteurs chimiques sont prometteurs pour le commerce international de l’hydrogène : par exemple, d’immenses projets d’ammoniac vert au Moyen-Orient et en Australie prévoient d’exporter de l’ammoniac vers des pays importateurs d’énergie comme substitut de l’hydrogène. Le choix du porteur dépend souvent de l’usage final : pour les piles à combustible et les véhicules nécessitant de l’H₂ pur, les LOHC ou l’hydrogène comprimé peuvent être préférés, tandis que pour le carburant des navires ou des centrales électriques, l’ammoniac peut être utilisé directement.

Chacune de ces méthodes de stockage répond à la question centrale de l’augmentation de la densité énergétique de l’hydrogène et à la gestion de ses propriétés complexes, mais aucune méthode n’est idéale pour toutes les situations. En pratique, une combinaison de technologies de stockage coexistera – des réservoirs pressurisés dans les stations-service, aux camions-citernes LOHC, en passant par le stockage à l’état solide pour les unités de secours.

Défis techniques et avancées récentes

Le stockage de l’hydrogène a beaucoup progressé, mais d’importants défis techniques subsistent. Un problème fondamental est d’atteindre une haute densité sans systèmes trop lourds ou coûteux. Par exemple, les réservoirs de gaz comprimé pour véhicules doivent être fabriqués en composites de fibres de carbone pour supporter 700 bar, ce qui est coûteux et prend beaucoup de place dans la voiture. Même ainsi, un réservoir typique de 700 bar ne contient qu’environ 5–6 kg d’H₂ – suffisant pour quelques centaines de kilomètres d’autonomie. Dans des applications comme l’aviation ou les camions longue distance, le poids et le volume du stockage sont de gros défis comparés au diesel ou au kérosène, beaucoup plus denses en énergie. L’hydrogène liquide améliore la densité, mais les pertes par évaporation (boil-off) et l’énergie nécessaire à la liquéfaction de l’hydrogène (environ 30 % de son contenu énergétique) sont des inconvénients. L’hydrogène est aussi réputé pour ses fuites – la molécule H₂ est minuscule et peut s’échapper par des joints qui retiendraient d’autres gaz. Garantir l’étanchéité des systèmes et détecter les fuites est un enjeu majeur de sécurité, car l’hydrogène est inflammable.

Un autre défi est la compatibilité des matériaux : l’hydrogène peut rendre certains métaux cassants avec le temps (un phénomène appelé fragilisation par l’hydrogène), ce qui peut affaiblir les réservoirs ou les pipelines energy.ec.europa.eu. Les ingénieurs doivent utiliser des aciers spéciaux ou des composites et tester soigneusement les équipements – par exemple, les nouveaux pipelines à hydrogène ou matériaux de réservoir subissent des tests rigoureux de cycles de pression et de fragilisation pour garantir la sécurité à long terme energy.ec.europa.eu. Il y a aussi la question de l’efficacité : chaque étape de stockage (compression, refroidissement, absorption, etc.) consomme de l’énergie, ce qui réduit l’efficacité globale d’un système à « hydrogène vert ». Réduire ces pertes grâce à de meilleures technologies est une quête permanente.

La bonne nouvelle, c’est que des avancées rapides sont réalisées sur de nombreux fronts. Les chercheurs développent de nouveaux matériaux comme les structures métallo-organiques (MOF) – essentiellement des éponges cristallines avec des pores de taille nanométrique – qui peuvent adsorber l’hydrogène à haute densité. Plus de 95 000 matériaux MOF ont déjà été découverts, beaucoup montrant un potentiel pour le stockage de gaz southampton.ac.uk. En 2024, une équipe de l’Université de Southampton a créé un nouveau matériau poreux à base de sels organiques qui pourrait stocker l’hydrogène comme une éponge, potentiellement à moindre coût et avec une plus grande stabilité que les MOF conventionnels southampton.ac.uk. Parallèlement, des startups comme H2MOF (cofondée par le lauréat du prix Nobel Sir Fraser Stoddart) se précipitent pour commercialiser le stockage d’hydrogène à base de MOF pouvant fonctionner à température quasi ambiante et basse pression, ce qui serait une révolution gasworld.com gasworld.com. Comme l’a noté Sir Fraser Stoddart, « Le carburant hydrogène a la plus grande densité énergétique parmi tous les combustibles combustibles ; en même temps, il n’émet rien. » gasworld.com L’implication est que si nous résolvons le problème du stockage grâce à des matériaux avancés, l’hydrogène pourrait vraiment rivaliser avec les combustibles fossiles en termes de commodité tout en fournissant de l’énergie propre.

La technologie des réservoirs et des infrastructures s’améliore également. Pour le gaz comprimé, de nouveaux modèles de réservoirs composites (cylindres de type IV et V) permettent de réduire le poids et d’augmenter la capacité pour les véhicules. Des entreprises testent l’hydrogène cryocomprimé – un hybride d’hydrogène froid et comprimé – afin de stocker plus de gaz dans les réservoirs sans passer par une liquéfaction complète. Dans le domaine du stockage solide, le récent projet NREL–GKN Hydrogen a démontré que la chaleur résiduelle d’une installation peut être utilisée pour libérer efficacement l’hydrogène des hydrures métalliques, améliorant ainsi l’efficacité du système nrel.gov nrel.gov. La mise en service de cette unité de stockage d’hydrures de 500 kg en 2024 montre que le stockage à l’état solide passe de l’échelle de laboratoire à une échelle pratique, connectée au réseau nrel.gov. De même, la technologie LOHC progresse : de nouveaux catalyseurs et liquides porteurs sont développés pour abaisser la température et l’énergie nécessaires à la libération de l’hydrogène, tandis que des pilotes en conditions réelles (comme les unités de stockage LOHC de 5 tonnes/jour de Hydrogenious) valident la cyclabilité à long terme et l’économie du système. Chaque amélioration incrémentale – un réservoir qui contient plus de H₂ par litre, un matériau qui libère le H₂ à une température inférieure de 10 °C, une pompe qui réduit les pertes par évaporation – rapproche le stockage de l’hydrogène des performances nécessaires à une adoption généralisée.

Considérations d’infrastructure et de sécurité

Construire un système énergétique basé sur l’hydrogène ne concerne pas seulement le média de stockage ; cela nécessite une infrastructure de soutien et des mesures de sécurité strictes. Côté infrastructure, imaginez une future chaîne d’approvisionnement en hydrogène – elle commence par la production (électrolyseurs ou réformeurs), puis la distribution (pipelines, camions ou navires), puis le stockage et enfin l’utilisation finale (piles à combustible, turbines, etc.). Chaque maillon de cette chaîne est en cours de développement aujourd’hui.

Pipelines : Le moyen le plus efficace de transporter de grands volumes d’hydrogène à l’échelle nationale pourrait être les pipelines, à l’instar du gaz naturel. Certains pays prévoient des pipelines dédiés à l’hydrogène (l’Europe propose une « Hydrogen Backbone » traversant le continent) et, en attendant, le mélange d’hydrogène dans les pipelines de gaz naturel existants est en cours de test. Il est possible, dans de nombreux systèmes, de mélanger jusqu’à environ 20 % d’hydrogène en volume dans le gaz naturel, ce qui peut réduire les émissions de CO₂ du gaz livré (mais au-delà, il faut souvent de nouveaux tuyaux ou des mises à niveau à cause de la fragilisation des matériaux et de la compatibilité des appareils). Au Royaume-Uni, par exemple, des compagnies de distribution ont mené des essais à l’échelle de quartiers en livrant un mélange de 20 % d’hydrogène dans le réseau de gaz aux foyers ordinaires, sans différence notable pour les consommateurs, si ce n’est des émissions légèrement plus faibles. Aux États-Unis, SoCalGas a un projet « H2 Hydrogen Home » qui démontre le mélange d’hydrogène dans les pipelines pour la cuisson et le chauffage domestiques uci.edu. À long terme, l’objectif est de construire des pipelines d’hydrogène pur pour les pôles industriels et les « hubs » d’hydrogène. Les pipelines de gaz naturel existants peuvent parfois être réutilisés – mais il faut remplacer les sections qui ne supportent pas les propriétés de l’hydrogène. L’UE avance déjà sur ce sujet : une directive européenne de 2024 a posé les bases pour les opérateurs de réseaux d’hydrogène (ENNOH) et des normes de pipelines distinctes du gaz naturel energy.ec.europa.eu.

Installations de stockage en vrac : Tout comme nous stockons le gaz naturel dans d’immenses cavernes souterraines pour compenser la demande saisonnière, nous pouvons faire de même avec l’hydrogène. En fait, les cavernes salines souterraines émergent comme une solution pour le stockage massif de l’hydrogène, car les formations salines possèdent les bonnes propriétés (elles sont étanches à l’air et peuvent être lessivées pour former de grandes cavités). Un exemple notable se trouve dans le nord-est de l’Allemagne : en septembre 2024, l’énergéticien Uniper a inauguré le projet pilote « HPC Krummhörn », une caverne saline convertie pour contenir jusqu’à 500 000 mètres cubes d’hydrogène sous pression gasworld.com. Cette caverne servira à tester le fonctionnement réel du stockage saisonnier d’hydrogène à grande échelle, en stockant de l’hydrogène vert produit en été pour une utilisation en hiver gasworld.com. Aux États-Unis, un projet encore plus vaste appelé Advanced Clean Energy Storage (ACES) est en construction dans l’Utah. Soutenu par une garantie de prêt du DOE de 504 millions de dollars energy.gov, ACES utilisera deux immenses cavernes salines (chacune de la taille de plusieurs Empire State Buildings) pour stocker de l’hydrogène propre produit par une ferme d’électrolyseurs de 220 MW energy.gov energy.gov. L’hydrogène stocké alimentera les turbines du projet Intermountain Power – initialement avec un mélange à 30 % d’hydrogène en 2025, avec un objectif de 100 % d’hydrogène comme carburant d’ici 2045 energy.gov. Ces projets illustrent comment l’hydrogène peut fournir un stockage de longue durée pour le réseau, à l’image d’une immense batterie qui stocke l’excédent d’énergie renouvelable pendant des mois.

Transport et ravitaillement : Pour la distribution à plus petite échelle, les remorques tubes à hydrogène comprimé (camions transportant des faisceaux de cylindres haute pression) sont courantes aujourd’hui pour livrer du H₂ aux industries et aux stations de ravitaillement. Chaque remorque peut transporter 300 à 400 kg de H₂. À l’avenir, les camions-citernes à hydrogène liquide (camions cryogéniques isolés similaires aux citernes GNL) pourront transporter de plus grandes quantités (~3 500 kg par camion) pour approvisionner les stations de ravitaillement. Le Japon a même lancé un navire démonstrateur à hydrogène liquide, comme mentionné, pour explorer le transport maritime. La mise en place d’un réseau de stations de ravitaillement en hydrogène est essentielle pour les véhicules à pile à combustible – d’ici 2025, il existe plus de 1 000 stations dans le monde (le Japon, l’Allemagne, la Californie et la Corée du Sud étant en tête), mais il en faudra beaucoup plus si les véhicules à hydrogène se généralisent. Les gouvernements soutiennent l’expansion de ces stations, souvent situées à côté des stations-service existantes, conçues avec des capteurs de sécurité spéciaux, une ventilation et des arrêts d’urgence.

En parlant de sécurité, il s’agit à juste titre d’une préoccupation majeure compte tenu de la réputation de l’hydrogène (le mythe du Hindenburg plane dans l’imaginaire collectif). En réalité, l’hydrogène peut être manipulé aussi sûrement que d’autres carburants courants, mais il possède des propriétés différentes nécessitant une ingénierie soignée. L’hydrogène est extrêmement inflammable sur une large gamme de concentrations dans l’air (environ 4 % à 75 % de H₂ dans l’air peuvent s’enflammer). En revanche, il possède une température d’auto-inflammation très élevée (ce qui signifie qu’il faut une source de chaleur importante pour l’enflammer) et ses molécules sont si légères qu’en cas de fuite à l’extérieur, le gaz d’hydrogène s’élève et se disperse rapidement – contrairement à l’essence ou au propane qui peuvent s’accumuler au sol. Cette dispersion rapide peut réduire le risque d’incendie en plein air. Cependant, dans les espaces clos, l’hydrogène peut s’accumuler près du plafond (étant plus léger que l’air), il est donc nécessaire que les installations disposent d’une ventilation adéquate et de détecteurs d’hydrogène. Un aspect inhabituel est que l’hydrogène brûle avec une flamme presque invisible à la lumière du jour ; ainsi, des détecteurs de flamme (capteurs ultraviolets/infrarouges) sont utilisés sur les sites d’hydrogène pour détecter toute inflammation invisible à l’œil nu.

Les normes relatives aux matériaux et aux composants sont également essentielles pour la sécurité. La tendance de l’hydrogène à fragiliser certains métaux signifie que les réservoirs, vannes et tuyaux doivent être fabriqués ou revêtus de matériaux compatibles (par exemple, aciers inoxydables, polymères, composites ayant prouvé leur résistance à la pénétration de l’hydrogène). Tous les réservoirs d’hydrogène pour véhicules subissent des tests de feu, de chute et de pression extrême pour garantir qu’ils ne se rompent pas même en cas d’accident grave. Les stations de ravitaillement utilisent des raccords de sécurité de haute qualité et des fils de mise à la terre pour éviter les étincelles statiques. L’industrie a développé des codes et normes (comme les normes ISO et NFPA) qui régissent la conception des systèmes à hydrogène, analogues à ceux utilisés depuis longtemps pour le gaz naturel.

L’éducation du public fait également partie de la sécurité – par exemple, informer les gens que dans une voiture à hydrogène, on ne peut pas sentir une fuite d’hydrogène (le H₂ est inodore, contrairement aux odorants mercaptans du gaz naturel), c’est pourquoi des détecteurs automatiques sont installés. Globalement, les décennies d’expérience dans la manipulation de l’hydrogène dans les milieux industriels (raffineries de pétrole, usines d’engrais, installations de la NASA) donnent confiance qu’avec les bonnes précautions, l’hydrogène peut être rendu aussi sûr que les carburants conventionnels. À mesure que l’on développe l’infrastructure de l’hydrogène, les régulateurs et les entreprises adoptent une approche « la sécurité d’abord », faisant des choix de conception prudents et testant minutieusement les systèmes pour gagner la confiance du public.

Principaux acteurs, projets et investissements

L’élan mondial en faveur de l’hydrogène a galvanisé un large éventail de acteurs industriels et de grands investissements, des géants de l’énergie aux startups technologiques en passant par les gouvernements. Voici un aperçu de ceux qui stimulent l’essor du stockage de l’hydrogène et de quelques projets phares :

Entreprises de gaz industriel : Des entreprises établies comme Linde, Air Liquide et Air Products – qui fournissent de l’hydrogène à l’industrie depuis longtemps – investissent massivement dans de nouvelles infrastructures hydrogène. Elles sont expertes dans des domaines tels que la liquéfaction à grande échelle, la compression et la distribution. Par exemple, Air Liquide a annoncé un investissement de 850 millions de dollars dans un projet hydrogène au Texas avec ExxonMobil en 2024, comprenant la construction de nouvelles unités de séparation d’air et de pipelines pour soutenir une immense installation d’hydrogène et d’ammoniac bas carbone à Baytown, TX gasworld.com. Air Liquide et Linde exploitent ensemble des milliers de kilomètres de pipelines d’hydrogène (notamment le long de la côte du Golfe des États-Unis et dans le nord de l’Europe) qui sont en cours d’extension. Ces entreprises développent également le stockage d’hydrogène en vrac – Air Liquide a construit des unités de liquéfaction d’hydrogène (l’une des plus grandes au monde se trouve au Nevada, fournissant de l’H₂ liquide aux stations de ravitaillement de la côte Ouest). Air Products investit dans d’énormes projets de production et d’exportation d’“hydrogène vert” (comme un projet de 5 milliards de dollars en Arabie Saoudite pour produire de l’ammoniac vert destiné à l’exportation). Ces acteurs historiques apportent un savoir-faire technique approfondi et sont essentiels pour le développement à grande échelle des technologies de stockage (par exemple, Linde fabrique de nombreux réservoirs haute pression et cuves cryogéniques utilisés dans les projets hydrogène du monde entier).
Majors de l’énergie et du pétrole & gaz : De nombreuses compagnies pétrolières et utilities traditionnelles se tournent vers l’hydrogène. Shell, BP, TotalEnergies et Chevron ont lancé des divisions hydrogène et des projets pilotes. Shell a construit des stations de ravitaillement en hydrogène en Europe et est partenaire du projet REFHYNE (l’un des plus grands électrolyseurs de l’UE dans une raffinerie en Allemagne). BP est impliqué dans un projet de hub hydrogène prévu en Australie. Chevron a investi dans le projet ACES dans l’Utah et détient une participation dans Hydrogenious LOHC. Les compagnies pétrolières du Moyen-Orient (Saudi Aramco, ADNOC aux Émirats arabes unis) investissent massivement dans des projets d’exportation d’hydrogène/ammoniac pour rester des fournisseurs d’énergie dans un monde décarboné. De grandes utilities comme Uniper, RWE, Enel développent le stockage d’hydrogène pour l’équilibrage du réseau et la reconversion des infrastructures gazières pour l’H₂. Mitsubishi Power est un autre acteur clé : il fournit les turbines à gaz compatibles hydrogène pour le projet ACES dans l’Utah, et a réalisé en 2023 un test historique d’une centrale électrique au Japon fonctionnant avec un mélange de carburant contenant 30 % d’hydrogène. Ces grandes entreprises jouent souvent le rôle d’intégrateurs, réunissant production, stockage et usages finaux dans des projets de démonstration.
Startups innovantes : À l’inverse, de nombreuses startups et spin-offs de recherche s’attaquent à des technologies de stockage spécifiques. Nous avons mentionné H2MOF (axée sur les matériaux MOF). Un autre exemple est Hydrogenious LOHC (fondée en 2013, aujourd’hui leader du LOHC avec le soutien de Chevron et Mitsubishi). GKN Hydrogen (soutenue par une société d’ingénierie britannique) développe des systèmes de stockage à hydrures métalliques pour les micro-réseaux. Plug Power, principalement connue pour ses piles à combustible et électrolyseurs, innove aussi dans la liquéfaction et le stockage de l’hydrogène pour soutenir son réseau national de livraison d’hydrogène pour chariots élévateurs. Des startups travaillent également sur le stockage chimique de l’hydrogène comme Powerpaste (une pâte à base d’hydrure de magnésium développée par Fraunhofer pour les petits véhicules) et de nouveaux catalyseurs pour le craquage de l’ammoniac. L’écosystème va de petites entreprises soutenues par le capital-risque à de grands conglomérats industriels, tous en course pour améliorer la façon dont nous stockons et transportons l’hydrogène.
Projets phares : Au-delà des entreprises, certains projets méritent d’être soulignés par leur ampleur et leur importance :
- Advanced Clean Energy Storage (Utah, États-Unis) : Comme décrit, ce sera l’un des plus grands sites mondiaux de stockage d’énergie à hydrogène, avec un stockage en cavernes équivalent à une journée d’électricité pour une grande ville. Il relie énergie solaire/éolienne, électrolyseurs géants, stockage en cavernes salines et une centrale électrique alimentée à l’hydrogène energy.gov energy.gov. Il illustre l’utilisation de l’hydrogène pour le stockage saisonnier du réseau.
- Hector LOHC Plant (Allemagne) : La plus grande usine de stockage au monde basée sur le LOHC en projet (1 800 tonnes H₂ par an). Elle sera connectée au projet d’importation d’hydrogène Green Hydrogen @ Blue Danube, démontrant le LOHC pour le commerce interrégional d’hydrogène h2-international.com.
- HyStock (Pays-Bas) : Un projet de Gasunie pour développer une caverne saline pour l’hydrogène et des pipelines associés, dans le cadre de la stratégie néerlandaise de stockage d’hydrogène renouvelable pour tamponner l’énergie éolienne en mer.
- H₂H Saltend (Royaume-Uni) : Un hub hydrogène proposé dans le nord-est de l’Angleterre où l’hydrogène excédentaire issu de la production industrielle sera stocké (d’abord dans des réservoirs de surface, puis dans des cavernes souterraines) pour alimenter une centrale électrique et l’industrie voisines.
- Asian Renewable Energy Hub (Australie) : Une opération géante prévue pour produire de l’hydrogène vert et de l’ammoniac en Australie-Occidentale pour l’exportation, nécessitant stockage et liquéfaction sur site. Bien que principalement axé sur la production, son ampleur implique le déploiement de nouvelles technologies de stockage (comme des réservoirs d’ammoniac de la taille de réservoirs pétroliers).
- Chaîne d’approvisionnement LH₂ Japon-Australie : Les projets de démonstration du Japon ont non seulement expédié du LOHC depuis Brunei, mais aussi de l’hydrogène liquide depuis l’Australie. Le navire LH₂ Suiso Frontier a transporté au début de 2022 de l’hydrogène liquéfié sur environ 9 000 km, prouvant que le transport maritime est faisable. Kawasaki Heavy Industries du Japon a construit des réservoirs spéciaux capables de maintenir l’hydrogène à -253 °C pendant les traversées.
- Vallées de l’hydrogène de l’UE : L’UE finance des clusters (vallées) où la production, le stockage et l’utilisation de l’hydrogène sont intégrés. Beaucoup de ces projets impliquent un stockage innovant – par exemple, un projet en Catalogne (Espagne) construit une vallée de l’hydrogène avec stockage souterrain dans un réservoir de gaz épuisé, et une vallée suédoise intègre le stockage souterrain d’hydrogène du projet HYBRIT pour la sidérurgie.
- Projet sidérurgique HYBRIT (Suède) : Ce projet transforme la production d’acier en utilisant de l’hydrogène à la place du charbon. Pour garantir un approvisionnement continu en hydrogène pour l’aciérie, HYBRIT a construit une caverne souterraine unique de stockage d’hydrogène à Luleå, en Suède – essentiellement une ancienne caverne rocheuse aménagée et pressurisée pour contenir du gaz hydrogène hybritdevelopment.se. En 2022, ils ont inauguré ce stockage de 100 m³, qui fonctionne avec succès depuis, stockant de l’hydrogène produit à partir d’énergies renouvelables pour alimenter l’usine pilote d’acier hybritdevelopment.se. C’est une échelle plus petite que les cavernes salines mais une utilisation pionnière du stockage d’hydrogène pour permettre un fonctionnement industriel continu. L’exemple de l’industrie sidérurgique montre que le stockage d’hydrogène peut directement décarboner les processus industriels : le pilote HYBRIT a déjà produit de l’acier de haute qualité avec zéro émission de carbone en utilisant de l’hydrogène stocké sans énergie fossile fasken.com.
Gouvernement et secteur public : Enfin, et ce n’est pas le moindre, les gouvernements eux-mêmes sont des acteurs majeurs via le financement et la politique. Les deux dernières années ont vu une vague sans précédent d’investissements publics dans l’hydrogène. Aux États-Unis, la loi bipartite sur les infrastructures de 2021 a alloué 8 milliards de dollars pour les pôles régionaux d’hydrogène propre, menant à une annonce en octobre 2023 de sept projets de pôles hydrogène qui recevront 7 milliards de dollars de financement fédéral bidenwhitehouse.archives.gov. Ces pôles – répartis à travers le pays, de la Pennsylvanie au Texas en passant par la Californie – ont attiré plus de 40 milliards de dollars de co-investissements privés bidenwhitehouse.archives.gov. Collectivement, ils visent à produire 3 millions de tonnes d’hydrogène propre par an d’ici 2030 (environ un tiers de l’objectif américain pour cette année-là) et à créer des dizaines de milliers d’emplois bidenwhitehouse.archives.gov. Fait important, de nombreux pôles incluent des plans pour des cavernes de stockage d’hydrogène, des pipelines et des infrastructures de distribution afin de relier les producteurs d’hydrogène aux utilisateurs. Le gouvernement américain a également introduit des incitations généreuses comme le crédit d’impôt pour la production d’hydrogène propre (45V) – jusqu’à 3 $ par kilogramme d’hydrogène propre produit – pour stimuler l’investissement dans toute la chaîne d’approvisionnement projectfinance.law. Ce crédit d’impôt (qui fait partie de l’Inflation Reduction Act de 2022) a entraîné une hausse de 247 % des projets d’hydrogène prévus, les développeurs anticipant des crédits qui rendent l’hydrogène vert bien plus compétitif en termes de coûts. En Europe, le Pacte vert de l’UE et le plan REPowerEU ont placé l’hydrogène au centre des priorités. L’UE s’est fixé pour objectif de produire 10 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable par an d’ici 2030 et d’en importer 10 millions de tonnes supplémentaires energy.ec.europa.eu. Pour soutenir cela, l’UE et les États membres ont lancé des programmes de financement tels que les Projets importants d’intérêt européen commun (IPCEI). En 2022–2024, trois programmes IPCEI (Hy2Tech, Hy2Use, Hy2Infra) ont été approuvés, canalisant des milliards vers la technologie et l’infrastructure hydrogène. Le IPCEI Hy2Infra (février 2024) soutient explicitement la construction de « grandes installations de stockage d’hydrogène et de pipelines » dans plusieurs pays energy.ec.europa.eu. De plus, l’UE met en place une « Banque européenne de l’hydrogène » pour subventionner l’hydrogène vertla production d’hydrogène et garantir l’écoulement, ce qui aide indirectement le stockage en assurant la demande. Chaque pays européen a sa propre stratégie : l’Allemagne, par exemple, a doublé son financement de l’hydrogène à 20 milliards d’euros et cofinance la R&D sur le stockage de l’hydrogène, tandis que la France investit dans la technologie des réservoirs d’hydrogène liquide pour l’aviation. Les gouvernements de la région Asie-Pacifique sont également dans la course : le Japon prévoit d’utiliser 5 millions de tonnes d’hydrogène par an d’ici 2030 et a une stratégie axée sur la construction de transporteurs LH₂ et de terminaux de stockage ; la Corée du Sud vise de nombreuses villes à hydrogène alimentées par piles à combustible et a construit une importante centrale de stockage d’hydrogène et de production d’électricité par pile à combustible (le projet « Hanam Fuel Cell »). La Chine, bien qu’actuellement concentrée sur les véhicules et l’utilisation industrielle, augmente rapidement la fabrication d’électrolyseurs et déploiera probablement un stockage massif d’hydrogène à mesure qu’elle intégrera l’hydrogène dans son système énergétique.

Tous ces acteurs et projets soulignent un point clé : le stockage de l’hydrogène attire d’importants capitaux et talents à l’échelle mondiale. La convergence de l’industrie établie, des startups innovantes et de l’investissement public accélère les progrès. Ce large soutien explique pourquoi de nombreux analystes pensent que l’hydrogène est là pour rester cette fois-ci (contrairement aux cycles de battage médiatique précédents). Comme l’a dit un observateur du secteur, l’histoire de l’hydrogène a atteint un véritable point d’inflexion – avec la maturation de la technologie et l’afflux massif d’investissements, l’hydrogène est prêt à jouer un rôle de plus en plus important dans la transition énergétique mondiale fasken.com.

Applications : transport, stockage sur le réseau et usages industriels

Que va-t-on réellement faire de tout cet hydrogène stocké ? L’un des grands atouts de l’hydrogène est sa polyvalence : le même hydrogène peut faire rouler une voiture, chauffer un four industriel ou alimenter une centrale électrique. Voici quelques-uns des principaux domaines d’application et comment le stockage de l’hydrogène les rend possibles :

Transports : Les véhicules à pile à combustible à hydrogène (FCEV) sont un pilier de la vision de l’économie de l’hydrogène. Cela inclut les voitures particulières (comme la Toyota Mirai, la Hyundai Nexo), les bus, les camions (par exemple, des prototypes de Nikola, Toyota/Kenworth, Hyundai Xcient), les trains, et même les chariots élévateurs. Dans les véhicules, le stockage compact à bord est essentiel. La plupart des FCEV utilisent des réservoirs de gaz comprimé à 700 bar comme mentionné. Ces réservoirs avancés offrent aux voitures une autonomie de 300 à 400 miles, rendant les FCEV compétitifs avec l’essence en termes d’autonomie energy.gov. Les camions et bus lourds utilisent souvent des systèmes à 350 bar (réservoirs plus grands à plus basse pression), mais dépendent toujours d’un stockage à haute densité pour avoir une autonomie/fréquence de ravitaillement acceptable. La technologie de stockage de l’hydrogène impacte directement la viabilité des véhicules : de meilleurs réservoirs signifient des véhicules plus légers ou une plus grande autonomie. L’avantage de l’hydrogène sur les batteries est le ravitaillement rapide et le poids plus léger pour la même autonomie, c’est pourquoi il est envisagé pour le transport longue distance et à forte utilisation. Par exemple, en 2023, les trains à pile à combustible d’hydrogène d’Alstom ont commencé à circuler en Allemagne sur des lignes régionales – chaque train possède des réservoirs d’hydrogène sur le toit pour parcourir 1 000 km par plein, remplaçant les trains diesel sur les voies non électrifiées. Dans l’aviation, des entreprises testent des drones et petits avions alimentés à l’hydrogène, et envisagent même l’hydrogène liquide pour des avions de taille moyenne dans les années 2030. Le transport maritime explore les carburants dérivés de l’hydrogène : certains bateaux de démonstration utilisent des piles à combustible à hydrogène avec stockage à bord, mais beaucoup s’orientent vers l’ammoniac ou le méthanol (qui nécessitent des réservoirs de stockage mais d’un autre type). Il est important de noter que des infrastructures de stockage d’hydrogène hors véhicule sont également nécessaires : un réseau de stations de ravitaillement et dépôts d’hydrogène pour desservir ces véhicules. Pour les itinéraires de camions, l’industrie envisage des « corridors hydrogène » avec des stations de ravitaillement tous les 100 miles environ. Dans les ports et aéroports, le stockage d’hydrogène (probablement sous forme liquide ou d’ammoniac) pourrait alimenter les futurs navires et avions. Le secteur des chariots élévateurs et entrepôts a été un succès précoce pour l’hydrogène – des entreprises comme Amazon et Walmart utilisent déjà des milliers de chariots élévateurs à pile à combustible dans leurs centres de distribution. Ces chariots élévateurs disposent de petits réservoirs à 350 bar que les opérateurs remplissent en quelques minutes à une station de distribution d’hydrogène sur site (alimentée par un stock de liquide d’hydrogène ou un compresseur et des cylindres sur place). Le ravitaillement rapide et l’exploitation continue (pas besoin de changer de batterie) se sont révélés être un cas d’utilisation gagnant. Cela montre comment le stockage de l’hydrogène permet des gains de productivité dans certains créneaux dès aujourd’hui.
Stockage d’énergie sur le réseau : À mesure que la part du solaire et de l’éolien dans les réseaux électriques augmente, le besoin de stockage de longue durée pour lisser leur variabilité croît également. Les batteries sont excellentes pour quelques heures, mais pour stocker plusieurs jours ou semaines d’électricité, l’hydrogène est un candidat solide. L’idée est d’utiliser l’excédent d’énergie renouvelable (par exemple, les jours venteux ou les week-ends ensoleillés lorsque la demande est faible) pour produire de l’hydrogène par électrolyse, stocker cet hydrogène dans des réservoirs ou des cavernes, puis l’utiliser dans des piles à combustible ou des turbines pour générer de l’électricité lorsque c’est nécessaire (comme lors d’une longue période nuageuse ou d’un hiver avec peu de vent). Cela crée essentiellement une réserve d’énergie renouvelable. Des projets pilotes sont en cours : en plus d’ACES dans l’Utah, en Europe, le projet « BigBattery » en Autriche stocke de l’hydrogène renouvelable dans une caverne pour alimenter une turbine à gaz lors des pics de demande. Le projet Uniper en Allemagne que nous avons mentionné testera comment une caverne saline peut équilibrer le réseau et assurer la sécurité énergétique en stockant de l’hydrogène vert qui peut être rapidement distribué. Si ces projets s’avèrent concluants, les pays pourraient maintenir des réserves stratégiques d’hydrogène, à l’image des réserves stratégiques de pétrole – mais pour l’énergie propre. Une autre utilisation sur le réseau est le power-to-gas : convertir l’électricité renouvelable en hydrogène et l’injecter dans le réseau de gaz (sous forme de mélange ou converti en méthane de synthèse) pour stocker l’énergie dans l’infrastructure gazière existante. Certaines compagnies d’électricité le font déjà à petite échelle, utilisant en quelque sorte le réseau de gaz naturel comme une immense « batterie » grâce à l’injection saisonnière d’hydrogène. L’hydrogène peut aussi fournir des services réseau : des centrales à piles à combustible peuvent augmenter ou diminuer leur production pour stabiliser la fréquence, ou des générateurs à pile à combustible distribués peuvent fournir une alimentation de secours aux hôpitaux et aux centres de données (des piles à combustible avec stockage d’hydrogène sur site ont été installées pour l’alimentation de secours critique, car elles peuvent disposer d’un approvisionnement en carburant de plusieurs jours sur place, surpassant parfois les générateurs diesel).
Usages industriels : L’hydrogène est déjà utilisé dans l’industrie (raffineries, usines d’engrais, usines chimiques) – mais il s’agit principalement d’« hydrogène gris » issu de combustibles fossiles. La transition consiste à utiliser de l’hydrogène propre dans ces mêmes procédés afin d’éliminer les émissions de CO₂. Par exemple, les raffineries de pétrole utilisent l’hydrogène pour désulfurer les carburants ; elles pourraient utiliser de l’hydrogène vert provenant d’un électrolyseur voisin et le stocker sur place pour un approvisionnement régulier. Les usines d’engrais ammoniac ont besoin d’hydrogène comme matière première ; de nouveaux projets visent à produire de l’ammoniac vert en utilisant de l’hydrogène stocké issu d’énergies renouvelables variables. La sidérurgie est une application phare : traditionnellement, l’acier est fabriqué avec du charbon dans des hauts-fourneaux, mais l’utilisation d’hydrogène dans un procédé de réduction directe du fer (DRI) peut réduire le CO₂ de plus de 90 %. Le projet HYBRIT en Suède a prouvé en 2021–2022 que l’hydrogène sans fossile peut produire de l’acier de haute qualité fasken.com. Ils stockent temporairement l’hydrogène sur place afin que l’aciérie puisse fonctionner 24h/24 même si les électrolyseurs ou l’énergie éolienne fluctuent. ArcelorMittal et d’autres géants de l’acier suivent le mouvement, avec des hauts-fourneaux de démonstration fonctionnant à l’hydrogène en Allemagne, au Canada, etc. Ici, le stockage de l’hydrogène (même s’il ne s’agit que de réservoirs tampons pour quelques heures d’approvisionnement) est essentiel pour maintenir la continuité du processus industriel et éviter les arrêts. D’autres usages industriels incluent la chaleur à haute température dans la production de ciment ou de verre – l’hydrogène peut être stocké puis brûlé dans des fours pour fournir une chaleur très élevée sans CO₂. Certaines usines de verre expérimentales (par exemple en Allemagne) ont fait fonctionner des fours avec des mélanges d’hydrogène. Injection dans le réseau pour le chauffage : les chaudières à hydrogène pourraient un jour fournir de la chaleur aux bâtiments ou de la vapeur industrielle. Au Royaume-Uni, un projet pilote « Hydrogen Homes » présente des chaudières et des cuisinières fonctionnant à 100 % à l’hydrogène ; si le réseau de gaz d’une ville passait à l’hydrogène, il faudrait une production centrale d’hydrogène et un stockage pour gérer les variations de la demande (comme un grand réservoir pour absorber les pics de demande de chauffage du matin). Une application industrielle croissante consiste à utiliser l’hydrogène pour le stockage d’énergie sur des sites isolés ou des micro-réseaux – il s’agit essentiellement de remplacer les groupes électrogènes diesel par des solutions à hydrogène. Par exemple, des tours de télécommunications ou des laboratoires isolés peuvent utiliser des panneaux solaires + un électrolyseur pour produire de l’hydrogène, le stocker dans des cylindres ou de l’hydrure métallique, puis utiliser une pile à combustible lorsque de l’électricité est nécessaire la nuit. Même certains centres de données testent des piles à combustible à hydrogène comme alimentation de secours à la place des groupes électrogènes diesel, ce qui implique un stockage d’hydrogène sur site (généralement dans des réservoirs sous pression).

En résumé, le stockage de l’hydrogène offre de la flexibilité : il découple la production d’hydrogène de son utilisation. Cela signifie que les véhicules à hydrogène peuvent faire le plein rapidement car le carburant a été pré-produit et stocké ; les centrales électriques peuvent augmenter leur production en utilisant de l’hydrogène stocké fabriqué à des moments où l’électricité est moins chère ; les usines peuvent fonctionner sans interruption car elles disposent de réserves d’hydrogène. À mesure que ces applications se développent, elles renforcent la demande de solutions de stockage d’hydrogène meilleures et moins coûteuses, créant un cercle vertueux d’amélioration technologique et de montée en échelle.

Dernières actualités, tendances et politiques (2024–2025)

Le secteur du stockage de l’hydrogène évolue rapidement, avec des annonces fréquentes de nouveaux projets et de politiques de soutien. Voici quelques-uns des développements récents notables de l’année écoulée :

Pôles hydrogène et manne de financements : Fin 2023, le Département de l’Énergie des États-Unis a annoncé les lauréats de son programme de Pôles Régionaux d’Hydrogène Propre – sept projets de pôles à travers le pays, de la Californie à la Pennsylvanie, se partageant 7 milliards de dollars de financements fédéraux bidenwhitehouse.archives.gov. Ces pôles devraient attirer plus de 40 milliards de dollars supplémentaires d’investissements privés bidenwhitehouse.archives.gov et permettre aux États-Unis de produire plus de 3 millions de tonnes d’hydrogène par an d’ici une décennie bidenwhitehouse.archives.gov. Fait crucial, de nombreux pôles incluent des infrastructures de stockage d’hydrogène dédiées (par exemple, des cavernes prévues au Texas et en Louisiane, de grands parcs de réservoirs en Californie) pour gérer l’offre et la demande. Cette injection de capitaux est l’une des plus importantes jamais réalisées dans les infrastructures hydrogène aux États-Unis, signalant une forte volonté politique. Pour renforcer la confiance, le Trésor américain a clarifié en 2023 les règles du crédit d’impôt à la production d’hydrogène (45V), garantissant aux producteurs jusqu’à 3 $/kg pour l’hydrogène propre projectfinance.law – un changement décisif pour la rentabilité. En conséquence, des entreprises comme Plug Power, Air Products et plusieurs développeurs d’énergies renouvelables ont considérablement augmenté leurs portefeuilles de projets hydrogène en Amérique du Nord.
Accélération de l’hydrogène en Europe : L’Europe a redoublé d’efforts sur l’hydrogène en réponse aux préoccupations de sécurité énergétique (après la crise gazière de 2022) et aux objectifs climatiques. En mai 2024, l’UE a approuvé IPCEI Hy2Move, un projet multinational couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène, y compris des innovations de stockage energy.ec.europa.eu. L’UE a également mis en place de nouvelles règles en 2023–2024 (via le Paquet sur le marché de l’hydrogène et des gaz décarbonés) pour faciliter le développement des infrastructures et du commerce de l’hydrogène energy.ec.europa.eu. Une initiative inédite de l’UE est la Banque européenne de l’hydrogène, qui prépare ses premières enchères pour subventionner l’écart de prix de l’hydrogène vert – garantissant ainsi effectivement un marché pour l’hydrogène afin que les projets (et installations de stockage) puissent fonctionner avec des revenus stables. Plusieurs pays européens ont mis à jour leur stratégie hydrogène : l’Allemagne a augmenté son objectif de demande d’hydrogène pour 2030 et finance un réseau national d’hydrogène ; le Royaume-Uni a annoncé une stratégie 2023 incluant des essais de chauffage domestique 100 % hydrogène et a réservé des fonds pour des concours de stockage d’hydrogène (par exemple, le Net Zero Innovation Portfolio). L’Italie et l’Espagne ont lancé des projets pilotes d’injection d’hydrogène dans les réseaux de gaz jusqu’à 10 %. Et pour lever les obstacles techniques, l’UE a publié fin 2024 des orientations pour accélérer l’octroi de permis pour les sites de stockage d’hydrogène, reconnaissant ceux-ci comme des infrastructures critiques.
Initiatives Asie-Pacifique : Le Japon, pionnier de l’hydrogène, a révisé sa Stratégie de base sur l’hydrogène en juin 2023, doublant son objectif d’approvisionnement en hydrogène pour 2030 à 12 millions de tonnes (y compris l’ammoniac importé) et promettant 107 milliards de dollars de financements publics-privés sur 15 ans pour construire des chaînes d’approvisionnement. Cela inclut le financement de nouveaux transporteurs d’hydrogène liquide, de terminaux de stockage, et possiblement d’un réseau de pipelines à hydrogène dans les régions industrielles du Japon. La Corée du Sud a adopté une loi sur l’économie de l’hydrogène qui prévoit des incitations pour la construction d’installations de production et de stockage d’hydrogène et vise à déployer massivement des piles à combustible dans la production d’électricité (ce qui nécessite à son tour un approvisionnement et un stockage robustes). L’Australie s’est engagée en 2023 à financer davantage son programme de pôles régionaux de l’hydrogène, avec des projets comme le Western Sydney Hydrogen Hub axés sur le stockage de l’hydrogène pour l’industrie et les transports locaux. Et la Chine, déjà leader dans la fabrication d’électrolyseurs, a annoncé début 2025 une série de « parcs industriels de l’hydrogène » dans plusieurs provinces – bien que les détails soient rares, ces parcs devraient comporter de grands stockages pour l’hydrogène industriel et l’avitaillement des véhicules, en ligne avec l’objectif de la Chine d’avoir 50 000 FCEV sur les routes d’ici 2025.
Percées technologiques et démonstrations : Nous avons vu précédemment certaines avancées dans les matériaux (comme les MOF et les nouveaux hydrures) rapportées en 2024. De plus, les entreprises passent à l’échelle avec des technologies éprouvées : en avril 2025, Hydrogenious LOHC a reçu son permis pour l’usine de stockage Hector LOHC (la plus grande au monde) h2-international.com, marquant la transition du LOHC du stade pilote à l’échelle commerciale complète. Également en 2024, un consortium européen a démontré un stockage solide d’hydrogène pour la recharge hors réseau des véhicules électriques : il s’agit essentiellement d’une remorque équipée de réservoirs d’hydrures métalliques qui stockent l’hydrogène pour alimenter un générateur à pile à combustible, pouvant être stationnée pour recharger des voitures électriques dans des endroits isolés – une application dérivée créative. Sur le plan cryogénique, la NASA et des entreprises spatiales privées ont continué d’innover dans le stockage ultra-froid : un essai mené par la NASA fin 2024 a validé une nouvelle technique d’isolation qui a réduit de 50 % l’évaporation dans les réservoirs d’hydrogène liquide, ce qui pourrait se traduire par un stockage et un transport au sol du LH₂ plus efficaces. Et il est à noter que le projet pilote de cavité saline d’Uniper en Allemagne a commencé à être rempli d’hydrogène en septembre 2024 gasworld.com, en faisant l’une des premières cavités actives à hydrogène au monde. Les premiers résultats montrent une étanchéité et une récupération de l’hydrogène réussies, un signe encourageant pour des projets similaires. Chacune de ces étapes – autorisations, démonstrations, gains d’efficacité – renforce la confiance que le passage à l’échelle du stockage de l’hydrogène n’est pas seulement possible, mais est en train de se réaliser.
Citations de leaders de l’industrie : Le sentiment de l’industrie est fortement optimiste, tout en restant réaliste quant aux défis. Par exemple, Sanjiv Lamba, PDG de Linde, a averti en 2024 que la technologie des électrolyseurs et les coûts doivent encore s’améliorer pour un véritable déploiement massif de l’hydrogène vert gasworld.com gasworld.com. Son propos souligne que la réduction du coût de production de l’hydrogène rendra les projets de stockage plus viables économiquement. Sur une note plus optimiste, Ben Nyland, PDG de Loop Energy (une entreprise de piles à combustible), a déclaré fin 2023 : « Nous sommes au point de bascule où les solutions hydrogène vont rapidement passer à l’échelle – la technologie est prête, et la volonté de déployer est là. » De même, Jorgo Chatzimarkakis, PDG de Hydrogen Europe (association professionnelle), souligne souvent que la multitude de projets européens « prouve que l’économie de l’hydrogène devient réalité » et que l’accent est désormais mis sur l’exécution : construire les réservoirs, cavités, pipelines, camions, etc., et pas seulement en parler. Et pour revenir à notre mention précédente de la dynamique, le Global Hydrogen Review 2023 de l’AIE a noté que la demande et les projets d’hydrogène croissent plus vite que jamais, mais a également exhorté les gouvernements à « se concentrer sur l’infrastructure et le stockage » car ceux-ci pourraient devenir des goulets d’étranglement s’ils sont négligés.
Défis politiques : Il convient de noter quelques contre-courants. Certains analystes et groupes environnementaux appellent à la prudence concernant certains usages de l’hydrogène (par exemple, ils estiment que l’injection dans le chauffage domestique est inefficace comparée à l’électrification directe). Certains demandent de cibler l’utilisation de l’hydrogène sur les secteurs qui en ont réellement besoin (comme l’industrie et le transport lourd) et de ne pas gaspiller de ressources sur ceux qui disposent d’alternatives. Ce débat peut influencer le soutien politique à des projets de stockage spécifiques – par exemple, si les gouvernements subventionnent l’hydrogène pour le chauffage résidentiel (ce qui impliquerait d’investir dans la distribution et le stockage) ou s’ils se concentrent sur les pôles industriels. De plus, des incidents de sécurité (heureusement rares) rappellent la nécessité de maintenir des normes strictes – une explosion en 2019 dans une station de remplissage d’hydrogène en Norvège, et une explosion d’une remorque à hydrogène en Californie en 2022, ont toutes deux entraîné un ralentissement temporaire du déploiement des stations jusqu’à ce que les causes soient comprises et des correctifs apportés (dans ces cas, des défauts de fabrication ont été identifiés). Les décideurs continuent d’affiner la réglementation pour garantir que l’hydrogène soit déployé de manière sûre et durable. Globalement, la tendance politique est favorable, mais avec la volonté d’orienter l’hydrogène là où il aura le plus d’impact.

Si l’on observe la trajectoire, la seconde moitié des années 2020 s’annonce comme une période décisive pour le stockage de l’hydrogène. Des dizaines de sites de stockage multi-mégawatts ou de l’ordre du kilotonne seront probablement construits à travers le monde, alimentant un réseau croissant d’utilisateurs d’hydrogène. Avec un fort soutien politique, des améliorations technologiques et des entreprises prêtes à investir, l’hydrogène passe progressivement du battage médiatique à la réalité industrielle.

Conclusion : Vers un avenir propulsé par l’hydrogène

Le stockage de l’hydrogène, autrefois un sujet technique de niche, est désormais devenu une pierre angulaire des plans d’énergie propre à l’échelle mondiale. La capacité à stocker l’hydrogène de manière sûre et efficace nous permet de réinventer nos systèmes énergétiques – des voitures et camions qui n’émettent que de l’eau, aux réseaux électriques capables de stocker les vents d’hiver pour la chaleur estivale, en passant par les industries lourdes comme l’acier et la chimie qui peuvent fonctionner sans émissions de carbone. Des défis subsistent, bien sûr, notamment la réduction des coûts et l’amélioration des densités de stockage. Mais comme nous l’avons vu, une vague mondiale d’innovation et d’investissement s’attaque de front à ces défis.

Chaque méthode de stockage – réservoirs haute pression, liquides cryogéniques, hydrures métalliques, vecteurs chimiques – apporte une pièce au puzzle. Dans les années à venir, nous verrons probablement ces solutions perfectionnées et combinées de manière ingénieuse (imaginez, par exemple, une future station de ravitaillement en hydrogène utilisant une cryopompe pour remplir les voitures, des réservoirs à hydrures métalliques pour tamponner l’approvisionnement, et un camion LOHC arrivant périodiquement pour décharger l’hydrogène capté depuis un parc éolien lointain). La révolution du stockage de l’hydrogène ne consiste pas à faire triompher une technologie, mais à déployer le mélange optimal de solutions pour chaque application.

L’élan derrière l’hydrogène est réel et s’intensifie. « L’heure de l’hydrogène est arrivée », comme l’a proclamé un rapport sur l’énergie fasken.com, soulignant que la conjonction entre l’urgence climatique, la maturité technologique et le soutien politique n’a jamais été aussi forte. Les grandes économies investissent des milliards dans les infrastructures hydrogène, et le secteur privé les suit pas à pas. Cela signifie que ce qui relevait autrefois de la théorie – par exemple, faire fonctionner une aciérie entière à l’hydrogène ou alimenter une ville pendant une semaine de panne grâce à de l’hydrogène stocké – est désormais pratiquement à portée de main.

Pour le grand public, les avancées dans le stockage de l’hydrogène pourraient bientôt devenir visibles au quotidien : peut-être sous la forme de bus à pile à combustible hydrogène circulant silencieusement dans les rues, ou de nouveaux panneaux « H₂ » dans les stations de ravitaillement, ou encore dans les actualités locales à propos d’un projet de stockage d’énergie utilisant de l’hydrogène souterrain plutôt qu’une immense ferme de batteries. Ce sont là les signes d’un changement de paradigme dans notre façon de concevoir le carburant. L’hydrogène, l’élément le plus simple, est prêt à jouer un rôle complexe et inestimable dans notre transition vers une énergie propre. En maîtrisant son stockage, nous libérons tout son potentiel en tant que vecteur d’énergie propre et flexible.

La route à venir impliquera une collaboration continue entre scientifiques, ingénieurs, industries et gouvernements pour garantir que les systèmes de stockage de l’hydrogène soient sûrs, abordables et intégrés à nos réseaux énergétiques plus larges. Mais si la trajectoire actuelle en est une indication, ces efforts porteront leurs fruits. Stocker le gaz le plus léger de l’univers n’est pas une mince affaire, mais avec de l’ingéniosité, cela pourrait bien éclairer la voie vers un avenir énergétique durable. Comme le disent souvent les leaders de l’industrie de l’hydrogène, cette fois, c’est vraiment différent – nous assistons à la naissance d’une ère alimentée par l’hydrogène, et un stockage robuste de l’hydrogène en est la clé de voûte. fasken.com iea.org

Sources : energy.gov, iea.org, energy.gov, nrel.gov, en.wikipedia.org, en.wikipedia.org, h2-international.com, nrel.gov, southampton.ac.uk, gasworld.com, energy.gov, gasworld.com, energy.gov, energy.ec.europa.eu, gasworld.com, bidenwhitehouse.archives.gov, projectfinance.law, energy.ec.europa.eu, fasken.com, gasworld.com.