Transition énergétique : l’hydrogène vecteur d’avenir de l’énergie secondaire ?

L’hydrogène solution de gestion de l’intermittence des ENR

La part des énergies renouvelables dans le mix de production d’électricité devrait passer de 16% à 65% dans le monde d’ici à 2050 selon le scénario +2°C de l’AIE. Ces énergies, injectées dans les réseaux, nécessitent un stockage à grande échelle afin d’absorber leur intermittence et saisonnalité. L’hydrogène, molécule la plus abondante de l’univers, constitue une solution de stockage et de valorisation des surplus d’énergie fatale. 

Rappelons que l’hydrogène est un vecteur d’énergie et non une source d’énergie en soi. Il convient alors de le faire transiter par des processus de conversion : l’électrolyse pour la production d’hydrogène à partir d’électricité et la pile à combustible pour le stockage et la production d’électricité. On parle respectivement de « Power to gas » et de « Power to Power ».   

La filière de l’hydrogène se met en place

L’hydrogène est utilisé depuis longtemps en tant que matière première dans les industries pétrolières (procédés de raffinage) et chimiques (production d’ammoniac et de méthanol par exemple). L’hydrogène est alors principalement issu de vaporeformage, procédés très économique, mais très émetteur en CO2.

La fabrication d’hydrogène via les énergies renouvelables constitue un enjeu majeur pour les industriels. Grâce à l’électrolyse, la production d’hydrogène peut se faire avec quasi zéro émission de CO2, permettant en plus de gérer l’intermittence, de verdir les usages industriels, mais aussi les usages liés au bâtiment (cogénération avec injection d’hydrogène dans les réseaux) et à la mobilité (avec des flottes de véhicules à pile à combustible). 

En France, de grands groupes s’intéressent de près au sujet, tels que Engie, Total, Air Liquide ou Alstom. De même que des PME parfois très en avance : McPhy Energy, SymbioFCell, PaxiTech pour ne citer que ceux-là.  

L’appel à projets « Territoires hydrogène » lancé par Ségolène Royal en 2016 a contribué à doper la filière. 57 projets sont répertoriés en France dont 39 issus de cet appel à projets. Dans le monde, ce sont une centaine de démonstrateurs hydrogène qui sont répertoriés. Quelques exemples ci-dessous :

• Projet « Vendée Hydrogène » qui prévoit de produire de l’hydrogène à partir d’électricité éolienne, de le stocker et de l’utiliser dès mi-2018 pour alimenter des camions et des bus.
• Station à hydrogène inaugurée fin 2016 à Paris, sous le point de l’Alma, qui alimente une flotte d’une dizaine de taxis à hydrogène. C’est un partenariat entre Air Liquide et la start-up STEP.
• Train hydrogène d’Alstom : à Salzgitten, un train Coradia iLint a été testé par Alstom en conditions réelles à 80km/h alimenté par une pile à hydrogène. Une intention de vente a déjà été signée en Allemagne.

L’enjeu est aujourd’hui de mettre en œuvre des projets industriels pour les 5 prochaines années afin d’atteindre une taille critique permettant de réduire les coûts de production (potentiellement de moitié, selon les estimations de l’Ademe).

La mobilité 

La mobilité représente d’ailleurs un des marchés de développement de l’hydrogène les plus prometteurs (en termes de volume et de maturité). La mobilité via des piles à combustible est déjà une réalité, avec 3000 véhicules à hydrogène en circulation dans le monde et des constructeurs comme Honda, Toyota, Hyundai et General Motors qui produisent déjà ou sont sur le point de produire des modèles avec PAC Hydrogène.

À ce titre, l’Europe s’est dotée d’objectifs ambitieux pour le développement de véhicules à hydrogène : 350 000 véhicules en circulation à horizon 2020 et plus de 500 bornes de recharges. Le principal attrait des véhicules à hydrogène est le temps de recharge, de quelques minutes, comparable à un véhicule essence.

Les perspectives de la filière hydrogène pour la France

Afin de soutenir les objectifs ambitieux de l’Europe et de la France en matière de production d’énergies renouvelables et de transport à hydrogène – à savoir atteindre 30TWh d’hydrogène en 2050 (selon les estimations de GRDF) – il est impératif de sécuriser certains prérequis tels que :

• le maintien du niveau d’investissements R&D déjà consentis par les grands groupes et PME,
• le développement d’un cadre règlementaire stable et incitatif,
• l’accélération de la standardisation des technologies
• le déploiement d’infrastructures de recharge sur l’ensemble du territoire