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L’hydrogène, énergie d’avenir ?

jeudi 27 septembre 2018
Par Karine Guichard, Philippe Faure

L’Europe, la France, la région AURA s’intéressent fortement à l’hydrogène dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique. Disponible, à haut pouvoir énergétique, non polluante, elle a tout de l’énergie miracle de l’avenir. Mais si les perspectives semblent multiples et intéressantes, de nombreux obstacles restent à lever.

D’autres pays s’intéressent aussi à cette énergie. Disposant déjà d’une offre Mobilité Hydrogène (Japon, Corée,…) ou engagé des programmes structurés, dotés de moyens lourds (Chine,..), ils pourraient disposer, à terme, d’une avance technique (maîtrise des technologies) et économique (effet d’expérience, effet de séries,…) à même de leur donner un monopole de fait sur la technologie, ou sur quelques segments clé de celle-ci.

Cependant, le champ des nouvelles applications, et celui des technologies associées, semblent encore peu stabilisés, foisonnant en de multiples voies à expérimenter, caractérisant une industrie émergente et laissée toute entière aux forces du marché et de la concurrence et non d’une politique publique cohérente et organisée.

Cette situation laisse des possibilités et un espace pour faire émerger une filière industrielle nationale. Mais il est urgent de fédérer les multiples initiatives que lancent l’Etat, les collectivités territoriales en une politique industrielle visant à répondre aux enjeux sociaux et environnementaux, à construire un modèle économique qui semble nécessiter de penser encore plus fortement les synergies (usage énergie et usage mobilité). Et les usages nouveaux de l’hydrogène, tant pour l’énergie que pour la mobilité, renvoyant à des « réseaux » (d’électricité, de gaz, de transport,…) les questions de politique publique sont aussi présents.

Situation actuelle

L’hydrogène est un gaz abondant et très énergétique, la production et les usages sont nombreux .Les process associés à la production et aux usages sont connus et encadrés par des normes strictes compte –tenu des risques liés.

L’essentiel des utilisations actuelles s’effectue dans le cadre du secteur industriel, chimie principalement pour les usages massifs, d’autres secteurs ayant des applications-niches, comme par exemple la propulsion de la fusée Ariane.

Et l’essentiel de la production est issue du reformage d’hydrocarbures (gaz naturel principalement), donc de ressources non renouvelables et de process entrainant de fortes émissions de CO2.

Perspectives

La « redécouverte » de l’hydrogène par rapport à ces usages traditionnels et matures s’inscrit dans une double rupture :
- rupture des « nouveaux usages », avec les utilisations de l’hydrogène pour la mobilité et la production d’énergie. Ce qui suppose que l’hydrogène sorte d’un usage confiné aux secteurs industriels pour passer à un usage qui supposera un accès direct des consommateurs à celui-ci.
- rupture des « nouveaux process », avec la production d’hydrogène « propre » à partir de l’eau ou des énergies renouvelables

Les enjeux de ces ruptures s’inscrivent dans la perspective de la transition écologique :
- côté mobilité, avec la perspective d’un transport sans émission de CO2. Le véhicule à hydrogène ne « rejetant que de la vapeur d’eau ». La technologie Hydrogène permet de lever certains obstacles à priori durables des batteries (rapidité de recharge, autonomie, aptitude sur des véhicules lourds, utilisation des métaux rare…)
- côté « énergie », avec l’utilisation directe par injection d’Hydrogène dans le réseau de gaz ou après reformage avec du CO2 (l’injection se faisant alors sous forme de méthane) ou en s’appuyant sur les possibilités de stockage très importantes sous forme d’hydrogène d’excédents de production d’électricité (de toutes origines et en vue de pallier les intermittences des énergies renouvelables et d’équilibrer le réseau). Il est aussi possible d’utiliser le CO2 qui serait capté sur les sites fortement émetteurs de ce gaz en le « reformant » en méthane, par apport d’hydrogène.

Mais, face à ces promesses, les obstacles à lever sont nombreux, notamment :

- d’ordre réglementaire : l’Hydrogène est un gaz très volatil. S’il se dissipe rapidement, il est très dangereux (explosion) s’il se trouve confiné. L’injection dans les réseaux de gaz existants ne peut se faire qu’à des niveaux faibles de dilution (% de H2 dans le gaz). Les conditions de distribution pour les usages mobilité pèsent sur le coût de cette énergie.

- d’ordre économique : l’hydrogène décarbonée, issue de l’électrolyse de l’eau, reste coûteuse (entre 3 et 20 fois le prix de la filière classique selon les tailles d’installations et le prix de l’électricité). Et, pour les usages mobilité, les véhicules Hydrogène restent coûteux en raison des coûts des composants (pas d’effet de série)

- d’ordre environnemental, autour de l’utilisation de matériau rares (platine destiné aux électrodes).Des investigations plus poussées devront être menées

- du côté de l’ « offre » : il n’existe pas encore de filière structurée. Si de grands acteurs sont présents (gaziers, acteurs du secteur de l’énergie,…..), de nombreux maillons restent à la main de PME et/ou de start-up potentielles sur les équipements de production (McPhy) et les équipements destinés aux usages « mobilité » (pas d’offre constructeurs en France, mais des PME équipant des véhicules de série avec les briques Hydrogène ). La situation pourrait évoluer rapidement : EDF ayant pris une participation dans McPhy et l’équipementier Faurecia affichant de grandes ambitions sur ce marché (avec un objectif de 1 md€ de CA en 2025 sur des produits « Zéro émission » dont les véhicules à Hydrogène, le groupe se fixant l’objectif de disposer des trois équipements spécifiques H2 (Réservoirs/Robinets/Piles à Combustible) d’ici à 2023 avec un prix-cible autour de 6 000 €uros, à rajouter au prix de l’automobile).

- du côté de la « demande », autour des enjeux de l’acceptabilité sociale (un gaz explosif) et de l’accessibilité au réseau de distribution qui reste à construire de toute pièce (alors que l’électricité est largement disponible)