Les différents axes du plan de déploiement pour l’hydrogène
La France s’est fixée divers objectifs afin de réduire son empreinte carbone dans les années à venir.
Elle espère avoir un taux de 32% d’énergies renouvelables dans la consommation finale d’énergie d’ici 2030.
En 2040, le pays ambitionne d’avoir un taux de 40% d’énergies renouvelables pour la production d’électricité. Cela va également lui permettre de poursuivre ses efforts dans l’atteinte de la neutralité carbone pour 2050.
L’hydrogène est une ressource qui potentiellement, peut aider la France à faire de ses ambitions une réalité. En effet, le pays dispose aujourd’hui d’un plan de déploiement pour l’hydrogène axé sur 3 axes majeurs : l’industrie, la mobilité et l’énergie.
Avant de rentrer dans le détail du plan, rappelons brièvement ce qu’est l’hydrogène. Composé de deux atomes d’hydrogène (H₂), il s’agit de l’élément chimique le plus abondant sur terre. Ce gaz invisible est également le plus léger et n’est présent que très rarement dans son état naturel. Il est donc considéré comme un vecteur d’énergie et non une source d’énergie directe car son utilisation nécessite un processus chimique précis au préalable (production, stockage, isolation de l’élément…).
Axe numéro 1 : Amorcer la filière électrolyse sur la production de l’hydrogène à usage industriel
Aujourd’hui, un peu plus de 900 000 tonnes d’hydrogène sont produites et consommées chaque année en France. L’hydrogène est produit majoritairement à partir d’énergies fossiles et représente environ 3% des émissions totales de gaz à effet de serre (GES) au niveau mondial.
Sa production actuelle est polluante car elle contribue à l’émission de gaz à effets de serre, principal facteur entrainant le réchauffement climatique.
Il existe cependant un moyen de produire l’hydrogène de manière écoresponsable tout en réduisant considérablement son empreinte carbone : la technique de l’électrolyse.
Ce procédé transforme l’énergie électrique en énergie de décomposition moléculaire, via une réaction d’oxydo-réduction (une réaction chimique au cours de laquelle se produit un transfert d’électrons).
En d’autres termes, l’électrolyse revient à décomposer l’eau en oxygène et hydrogène grâce à un courant électrique.
En termes d’impact environnemental, l’intérêt de l’électrolyse dépend largement du mix électrique d’origine. Ce dernier sera plus ou moins élevé selon la source d’énergie qu’on va utiliser (énergie renouvelable, énergie nucléaire…).
Il existe plusieurs techniques d’électrolyse aujourd’hui.
– L’électrolyse alcaline : il s’agit de la technique la plus répandue pour la production d’hydrogène électrolytique. C’est une méthode de production d’hydrogène qui consiste à séparer l’oxygène et l’hydrogène de l’eau par un courant électrique dans une solution alcaline (liquide). Elle utilise principalement une solution d’hydroxyde de potassium (KOH). L’électrolyse alcaline peut cependant rencontrer des problématiques pour un couplage avec des énergies intermittentes.
– L’électrolyse PEM (Proton Exchange Membrane) : cette méthode utilise une membrane en polymère (PEM) comme électrolyte solide. Le principe de fonctionnement d’un électrolyseur PEM est fondé sur le même concept qu’une pile à combustible. L’électrolyte solide assure ainsi la conduction des atomes et permet la séparation des gaz afin d’obtenir de l’hydrogène. L’électrolyse PEM permet une production décentralisée, grâce à une meilleure réactivité aux variations de puissance.
– L’électrolyse à haute température : ce procédé repose sur la décomposition des molécules d’eau à forte température. Une partie de l’énergie nécessaire à la réaction est apportée par de la chaleur justement générée par cette vapeur d’eau, ce qui permet de se passer de catalyseurs coûteux (platine, iridium…). Ainsi, cette méthode présente un avantage en termes de coûts car elle réduit ceux liés à l’investissement et au fonctionnement de ces types de catalyseurs.
Il faut cependant savoir que ces trois méthodes nécessitent des technologies spécifiques et génèrent des coûts élevés. L’achat, l’installation et l’utilisation des électrolyseurs entrainent des dépenses considérables.
A cela s’ajoute, les contraintes de technologie et de main d’œuvre. L’électrolyse demande par ailleurs, une production en série de gigantesques électrolyseurs, eux-mêmes grands consommateurs de métaux ou de produits toxiques, néfastes pour la planète.
Il faut donc parvenir à rendre ce procédé viable : le coût de l’électricité d’origine (renouvelable) ne devrait pas dépasser le prix du gaz utilisé dans le procédé. Or, ce n’est pas chose facile aujourd’hui, ce qui dissuade les acteurs concernés à entamer la production de l’hydrogène par électrolyse.
C’est pourquoi, le gouvernement français mettra en place divers dispositifs afin de favoriser une plus grande utilisation de cette méthode.
Pae exemple, un support à l’acquisition d’électrolyseurs est envisagé : cela passera par une aide à l’investissement afin d’inciter les industriels à passer à l’action.
Axe numéro 2 : Valoriser l’hydrogène dans les usages de mobilité de manière complémentaire aux batteries.
Le deuxième axe du plan sur l’hydrogène repose sur la mobilité. Il s’agira globalement d’utiliser l’hydrogène afin d’aller vers une mobilité plus respectueuse de l’environnement.
En effet, l’hydrogène a plusieurs applications dans la mobilité.
- L’hydrogène pour la pile à combustible : il peut être utilisée dans le secteur automobile, et plus précisément dans les véhicules ayant une pile à combustible. Cela constitue d’ailleurs une alternative pour fonctionner de manière plus écologique. Concrètement, les véhicules à hydrogène puisent leur énergie d’une pile à combustible alimentée avec ce gaz. Cet hydrogène est stocké dans un réservoir (situé dans le véhicule) puis est introduit dans la pile à combustible, qui va fournir de l’électricité afin de faire rouler le véhicule, sans générer d’émissions d’échappement toxiques. Le seul sous-produit de l’ensemble du processus est l’eau et la chaleur, toutes les deux sont des ressources naturelles. La seule émission générée serait de l’H2O (ce que l’on appelle de manière commune : l’eau). Un véhicule à hydrogène peut parcourir jusqu’à 600 km avec le plein auprès d’une station-service contre 400 à 500 km maximum pour un véhicule électrique. Seul bémol : l’obtention de l’hydrogène. N’étant pas disponible à son état pur, il faut absolument revoir la manière de produire de l’hydrogène et pour être totalement vert, en produire à partir d’énergie renouvelables (comme la biomasse par exemple), c’est ce que l’on appelle l’hydrogène vert.
- L’hydrogène pour les véhicules lourds : les études estiment qu’en 2050, 25 à 65% des poids lourds seront en capacité de rouler à l’hydrogène en France. En effet, les trajets locaux et interrégionaux seraient assurés par des modèles électriques à batterie. Il y a donc un réel potentiel de développement de l’hydrogène pour les véhicules lourds. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle certains constructeurs et les start-ups spécialisées dans la mobilité verte s’unissent afin de travailler ensemble sur le sujet. L’objectif est le développement de poids lourds à pile à combustible dédiés au transport longue distance et le déploiement de stations hydrogène le long des principales routes.
- L’hydrogène pour les autres secteurs (maritime, ferroviaire, aéronautique…) : Ces différents secteurs sont souvent pénalisés en raison des batteries qui restent coûteuses et encombrantes. L’hydrogène serait donc une alternative pour ces modes de transport. Il est en effet très léger, et se recharge rapidement.
Ainsi, dans le cadre de son plan sur l’hydrogène, le gouvernement français a fixé divers objectifs tels que :
- Introduction de 5 000 véhicules utilitaires légers et 200 véhicules lourds (bus, camions, TER, bateaux) et la construction de 100 stations, alimentées en hydrogène, qui serait produit localement à horizon 2023.
- Introduction de 10 % d’hydrogène décarboné dans l’hydrogène industriel d’ici à 2023
SNECI ainsi que d’autres acteurs comme l’ADEME auront pour mission d’accompagner les acteurs souhaitant progresser dans ce domaine.
D’ailleurs grâce à nos 450 experts dans le monde, nous accompagnons déjà les industriels depuis 70 ans maintenant vers une industrie décarbonée de par notre vision à la fois globale et locale pour une meilleure appréciation des enjeux propres à chaque pays et secteur.
L’objectif est d’apporter son soutien aux porteurs de projets, notamment au niveau institutionnel, réglementaire et/ou financier et d’aider aussi bien les industriels, que les fournisseurs et collectivités territoriales à inclure l’hydrogène dans leurs plans de déploiement à travers un plan de convergence que nous mettons en place communément avec nos clients.
Axe 3 : l’hydrogène comme élément de stabilisation des réseaux énergétiques sur le moyen-long terme
L’hydrogène produit grâce à la technique d’électrolyse constitue un bon moyen pour l’intégration des énergies renouvelables au système électrique. L’hydrogène est également une alternative pour un stockage massif. Le « powerto-gas », qui consiste en l’injection directe d’hydrogène dans les réseaux gaziers, est une des méthodes prometteuses.
L’hydrogène pourrait également être appliqué en tant que vecteur énergétique dans les ZNI (zones non interconnectées). Cette ressource agirait en tant que vecteur de flexibilité du système électrique.
L’injection de l’hydrogène décarboné dans les réseaux de gaz peut également avoir un impact positif dans la réduction des émissions de CO2 qui y sont liés.
Les électrolyseurs sont également capables d’apporter des services aux réseaux électriques et ce, à partir de d’énergies renouvelables.
Le gouvernement français a donc prévu d’aider les acteurs souhaitant mener des projets territoriaux liés à la mobilité verte. Cela passe par exemple, par des aides financières pour les stations de recharge et l’acquisition de véhicules professionnels.
De plus, des travaux collaboratifs seront engagés avec des professionnels de chaque domaine (architectes, inspecteurs des installations classées, urbanistes etc.) afin d’accompagner les acteurs vers la mobilité écologique (avec l’hydrogène).
Enfin, est également prévu une transition écologique du parc ferroviaire afin de remplacer des locomotives les plus polluantes dans les meilleurs délais et atteindre ainsi la neutralité carbone en 2050.
Pour conclure, le plan de déploiement de l’hydrogène doit permettre de développer la filière française hydrogène grâce à tous les acteurs et technologies de notre industrie pour permettre l’amorçage en commençant par les secteurs les plus proches de la rentabilité, permettant un développement pérenne.
Le plan français doit également s’insérer dans une compétition mondiale déjà lancée. Il est en effet indispensable de construire cette nouvelle filière énergétique avec une vision globale d’autant que les filières industrielles, elles-mêmes mondiales, seront en premier lieu concernées.
Ainsi, au-delà du potentiel d’exportation que pourra porter la filière française, des coopérations seront envisageables, notamment avec l’Allemagne sur les sujets industriels (en lien avec la chimie allemande) et sur la mobilité (avec le support des équipementiers français qui ont leurs principaux marchés dans les deux pays) pour la production d’hydrogène vert.
SNECI et l’accompagnement des industriels et fournisseurs dans la production d’hydrogène vert
Nous accompagnons nos clients dans le déploiement d’installations d’hydrogène vert par électrolyse en améliorant leurs procédés et leur rentabilité tout en tenant compte des contraintes réglementaires locales.
Nos 10 filiales nous permettent d’accompagner tout industriel ou fournisseur dans le monde entier, qu’il soit en Afrique, en Asie, en Europe ou en Amérique.
Notre accompagnement en amélioration de la performance industrielle s’articule autour de plusieurs axes :
- Diagnostic industriel & Management de projets Industriels
- Définition du plan d’action
- Aide à la mise en place du plan d’action – audits
- Consolidation via de la formation et du coaching des équipes
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Nos 450 experts répartis dans plus de 50 pays sont spécialisés dans l’ingénierie et la gestion de projet avec un ADN technique et une approche locale pour garantir les résultats attendus par nos clients.
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