L`hydrogène en France

L’hydrogène
en France
…en 2015
SOMMAIRE
1Profil
2 L’édito du Président
4 L’hydrogène, modes d’emploi
6
La filière hydrogène française en 2015
8
L’hydrogène dans le monde en 2015
10 AFHYPAC : nos actions en 2015
10 Relations institutionnelles
12Réglementation
13 Garantie d’origine hydrogène renouvelable
14Mobilité Hydrogène France
16 Hydrogène dans les territoires
18Communication
20 APPLICATIONS : les avancées en France en 2015
20 Stocker et valoriser les énergies renouvelables
22 Alimenter en énergie les bâtiments et les sites isolés
24Développer la mobilité hydrogène
27 Sécuriser l’alimentation d’applications critiques
ou d’appareils nomades
28
29
Cartographie des projets hydrogène en France
Les membres de l’AFHYPAC
L’hydrogène en France | en 2015
Les missions
de l’AFHYPAC
Association Française pour
l’Hydrogène et les Piles à Combustible
Régie par la Loi du 1er juillet 1901
Vecteur d’énergie abondant, souple et polyvalent, l’hydrogène peut contribuer
efficacement à la transition énergétique, à la croissance de demain et à la
qualité de vie de chacun.
L
’AFHYPAC fédère les acteurs de l’hydrogène et des piles à combustible en France : entreprises, laboratoires et
instituts de recherche, pôles de compétitivité, collectivités territoriales, associations régionales. Avec le soutien
de l’ADEME, nous assurons l’animation de cette filière industrielle d’avenir.
Notre ambition : accélérer le développement de solutions hydrogène au bénéfice de la transition énergétique et de
la société.
Communiquer
sur les enjeux de la filière,
sur les bénéfices et
les caractéristiques
des technologies
faciliter
la concertation sociétale
autour des objectifs
nationaux et des
initiatives locales
contribuer
à lever les verrous qui
freinent les projets de
démonstration et de
déploiement en France
Influer
sur le cadre réglementaire
1
2
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
édito
Essentiel aujourd’hui, indispensable demain
Le changement climatique, les évolutions technologiques, la compétition
économique mondiale et la situation géopolitique nous posent des défis.
Pascal Mauberger
Président de l’AFHYPAC
C
omment réduire nos émissions polluantes et de gaz à effet de serre dans les transports et la production d’énergie ?
Comment stocker l’énergie pour faciliter le déploiement et l’intégration des énergies renouvelables dans le
système énergétique, améliorer notre indépendance énergétique ? Comment maintenir une France innovante et
compétitive dans les secteurs en mutation de l’énergie et des transports ?
À toutes ces questions, l’hydrogène apporte des solutions.
L
→ ’hydrogène réduit notre
dépendance aux énergies fossiles.
Aujourd’hui, 95 % de la production d’hydrogène sont
assurés par reformage de combustibles fossiles. Ce
ne sera plus le cas demain. L’électrolyse de l’eau, le
reformage de biogaz permettront aux territoires de
produire un hydrogène neutre en CO2 avec l’énergie
du vent, du soleil, de la biomasse ou des déchets
organiques. Cet hydrogène pourra être utilisé directement ou reconverti en électricité au moyen d’une pile à
combustible pour de nombreuses applications : mobilité,
bâtiment et ville de demain, industrie.
L’hydrogène permet de développer
la mobilité électrique.
Les transports représentent près de 30 % des consommations énergétiques en France et plus de 70 % de nos
importations pétrolières. L’hydrogène, stocké dans des
réservoirs, assure aux véhicules électriques une rapidité
de recharge (moins de 5 minutes) et une autonomie (plus
de 500 km) comparables à celles des véhicules actuels.
Grâce aux progrès réalisés par les piles à combustible, la
production commerciale de véhicules à hydrogène est
engagée.
Les lancements du ix35 de Hyundai fin 2014 et de la
Mirai de Toyota début 2015 en témoignent. En France,
SymbioFCell équipe de prolongateurs d’autonomie à
hydrogène des Kangoo ZE de Renault.
Le consortium d’acteurs privés et publics Mobilité
Hydrogène France, fédérés par l’AFHYPAC, a présenté
fin 2014 un plan de déploiement national de stations de
recharge d’hydrogène. Le développement de ce réseau
s’appuierait dans un premier temps sur la demande
immédiate des flottes de véhicules utilitaires légers
assurant des livraisons en milieu urbain avant d’être
étendu à tout le territoire pour le grand public. Moteur
d’activité et d’emplois, la mobilité hydrogène réduirait
les émissions de CO2 et de polluants ce qui permettrait
au budget de la santé publique d’épargner quelques
500 millions d’euros sur quinze ans.
L’hydrogène permet le stockage
massif et l’intégration des énergies
renouvelables.
L’essor des énergies solaires et éoliennes entraîne un
changement de paradigme : nous passons d’un modèle
de production d’électricité maîtrisée et centralisée,
déterminé par la demande, à un système diffus, variable
et intermittent, fonction du soleil et du vent, qu’il faut
adapter à la demande.
I→ l n’est plus temps d’attendre. Nous
devons investir dès aujourd’hui.
La France doit s’engager résolument dans le
déploiement industriel des solutions hydrogène. Pour
réussir la transition énergétique, créer des emplois,
améliorer la qualité de vie des Français.
De nombreux pays l’ont compris. Le Japon, l’Allemagne,
la Corée du sud, les États-Unis investissent massivement.
Plusieurs scenari, dont celui de l’ADEME, mettent en
évidence des surplus d’électricité renouvelable très
importants : de 30 à 90 TWh à l’horizon 2050.
Dans le bâtiment, plus de 100.000 piles à combustible
pour la cogénération d’électricité et de chaleur sont
opérationnelles au Japon.
La mobilisation de tous les moyens disponibles
(stockages traditionnels, stations de pompage hydraulique, gestion de la demande grâce aux smart grids,
exportations vers les pays voisins) ne suffit pas à les
traiter. Il reste un excédent qui peut être valorisé en
transformant l’électricité en hydrogène par électrolyse.
Dans la logistique, plus de 5.000 chariots élévateurs à
pile à combustible sont en service aux États-Unis.
C’est aujourd’hui le seul moyen de stocker massivement
l’énergie sur de longues durées et à destination de
multiples applications : mobilité à hydrogène, industrie
ou injection dans les réseaux de gaz naturel qui
présentent un potentiel de stockage, de transport et de
valorisation de plusieurs dizaines de TWh.
L
→ ’hydrogène renforcera nos
leaderships industriels sur de
grands marchés d’avenir : l’énergie,
les transports, la ville durable.
La France est un acteur majeur de la recherche et de
l’innovation dans le domaine de l’hydrogène énergie et
des piles à combustibles, avec notamment le CNRS, le
CEA et de jeunes entreprises innovantes à l’origine de
plusieurs premières mondiales.
Ces nouvelles technologies présentent un formidable
potentiel dans l’énergie, les transports, la ville durable :
des secteurs stratégiques et des marchés d’avenir dans
lesquels nous disposons déjà de filières industrielles
d’excellence et de positions de leader à l’échelle
mondiale.
Dans les transports, des réseaux de stations de
recharge en hydrogène sont déployés en Allemagne, au
Danemark, en Suède, au Royaume-Uni, aux Pays-Bas, au
Canada, en Californie.
Dans le stockage de l’électricité, l’hydrogène et le
méthane de synthèse font l’objet de démonstrateurs
de Power-to-gas à échelle industrielle en Allemagne et
en Italie.
La loi sur la transition énergétique pour la croissance
verte promulguée en août dernier, la solution Mobilité
écologique du programme Industrie du futur du
gouvernement montrent que les pouvoirs publics
français ont pris la mesure des enjeux. Il convient
maintenant d’amplifier l’action publique requise.
Le développement d’initiatives concrètes dans les
régions est essentiel. Ce seront autant de démonstrateurs
techniques et économiques des atouts de l’hydrogène
pour optimiser l’intégration d’énergies renouvelables et
contribuer à une mobilité durable.
L’hydrogène n’est pas l’unique solution, mais j’ai la
conviction qu’il n’y a pas de solution sans l’hydrogène
pour le monde qui vient.
•
La France doit s’engager
résolument dans le déploiement
industriel des solutions hydrogène :
pour réussir la transition énergétique,
pour créer des emplois et pour
améliorer la qualité de vie des Français.
3
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène, modes d’emploi
Souple et polyvalent, l’hydrogène associé aux piles à combustible peut être
converti en électricité, en chaleur ou en force motrice sans émissions pour
de nombreuses applications. Il peut contribuer efficacement à la transition
énergique, faciliter la mobilité électrique, apporter des solutions d’avenir
à la ville durable et à l’industrie.
•L’atome d’hydrogène (H) est l’élément le plus
simple, le plus léger et le plus abondant sur terre.
La molécule comprend deux atomes (H2).
•Incolore, inodore, non toxique, l’hydrogène est très
énergétique : 33 kWh/kg, soit 2,5 fois plus que le
gaz naturel et 3 fois plus que le gazole.
•Sa combustion présente un immense avantage
pour le climat et la santé : elle n’émet ni gaz à effet
de serre, ni polluant, seulement de la chaleur et de
l’eau.
Comment le stocker
et le transporter ?
L’hydrogène est difficile à stocker et
transporter en raison de sa faible densité :
il faut 11 m3 pour stocker un 1 kg d’hydrogène à pression atmosphérique et
température ambiante. Plusieurs solutions
sont disponibles.
Il faut disposer d’une source
d’hydrogène et d’une source
d’énergie pour séparer les éléments.
L’empreinte carbone de la production
COMMUNIQUER
dépend des sources d’énergie et
d’hydrogène utilisées.
À -253°C, mais la liquéfaction requiert beaucoup
d’énergie. C’est une solution de niche.
3 Solide
Notamment par absorption dans des hydrures
métalliques à basse pression. Cette innovation
française économise l’énergie de compression et
offre une grande souplesse de stockage, de quelques
kilogrammes à plusieurs tonnes. L’enjeu : réduire
les coûts et adapter le procédé aux applications
embarquées.
les caractéristiques
des technologies
1 Le reformage du gaz naturel
Le réformage du gaz naturel par de la
vapeur d’eau à 900° est le procédé le plus
économique et le plus utilisé.
Son rendement énergétique est de 40 à 45 %,
mais il émet 10 kg de CO2/kg H2 produit. Le
reformage du biogaz issu de la biomasse
ou du recyclage de déchets améliore très
fortement ce bilan carbone.
FACILITER
la concertation
sociétale autour des
L’électrolyse de l’eau objectifs nationaux et
desgrâce
initiatives
locales
Elle sépare l’hydrogène de l’oxygène
à
2
un courant électrique sans émission directe
de GES et de polluant.
Le rendement énergétique peut atteindre à
ce jour 70 %.
Ce procédé bénéficie d’un avenir prometteur
en synergie avec l’essor de l’éolien et
du solaire : un courant électrique issu
d’énergie renouvelable permet de produire
un hydrogène vert à très faible empreinte
carbone.
À différents niveaux de pression, de quelques dizaines
de bars à 350 ou 700 bars dans les réservoirs des
véhicules. C’est la forme la plus répandue.
2Liquide
•Il est très abondant combiné à d’autres atomes,
dans l’eau (H2O) associé à l’oxygène, dans les
hydrocarbures et notamment dans le gaz naturel
(CH4) associé au carbone.
Comment
le produire ?
1 Comprimé
•L’hydrogène existe à l’état naturel, mais n’est pas
exploité industriellement.
Qu’est-ce qu’une
pile à combustible ?
Deux technologies privilégiées :
1 Les piles à membrane échangeuses
de protons (PEMFC) pour les
transports et les applications
portables.
Compactes, elles fonctionnent à basse température (80°).
INFLUER
sur le cadre
réglementaire
2 Les piles à oxydes
solides
(SOFC)
pour les applications fixes.
Elles fonctionnent à hautes températures (700 à 1.000°)
et acceptent le gaz naturel ou le biogaz. Adaptées à
la production massive d’électricité, elles offrent des
rendements élevés aux applications de cogénération
pour le bâtiment et l’industrie.
Moteur
électrique
H2
3 La gazéification et
Ions
hydrogène
Chaleur
à évacuer
Électrons
H+
Hydrogène
pyrolyse de la biomasse
Elles permettent d’obtenir de l’hydrogène
et du monoxyde de carbone (CO) par
transformation chimique du bois à très haute
température (1.200°C à 1.500°C). 95 % de
l’hydrogène sont aujourd’hui produits à partir
de ressources fossiles : gaz naturel, pétrole,
charbon. L’électrolyse de l’eau avec de
l’électricité d’origine renouvelable, le biogaz
et la biomasse prendront le relais demain.
O2
Électrons
ÉLECTROLYTE
À MEMBRANE
POLYMÈRE
Catalyseur
H+
Catalyseur
Pas d’émission de GES et de polluant
Haut rendement
Fonctionnement silencieux
Modularité du W au MW par empilement
aujourd’hui ?
Il sert surtout de matière première pour
produire de l’ammoniac et du méthanol,
raffiner et désulfurer des produits pétroliers et
des carburants. La production mondiale est
de l’ordre de 60 millions de tonnes par an,
très largement utilisée sur place dans des
installations industrielles.
…Et demain ?
CONTRIBUER
À l’inverse des électrolyseurs,
les piles
lever les verrous qui
à combustibles (PAC)àtransforment
freinent les projets de
l’hydrogène en électricité
par réaction avec
démonstration et de
l’oxygène de l’air sansdéploiement
autre émission
que de
en France
la chaleur et de la vapeur d’eau.
CATHODE
Qu’est-ce que
l’hydrogène ?
À quoi sert l’hydrogène
Où le trouve-t-on ?
ANODE
4
Oxygène
H2O
L’hydrogène associé aux piles
à combustible présente un fort
potentiel comme vecteur d’énergie.
Les objectifs d’indépendance et de
sécurité énergétique, la lutte contre
le changement climatique et la
pollution de l’air, l’essor des énergies
renouvelables et l’évolution des
systèmes énergétiques favoriseront
la production d’hydrogène vert et
l’émergence de nouveaux marchés
pour un monde plus durable.
Stockage et valorisation
d’électricité renouvelable
excédentaire, en association
notamment avec le gaz naturel.
Services aux systèmes
énergétiques nationaux,
insulaires, locaux.
Mobilité électrique à
hydrogène dans les
transports et la logistique.
Alimentation performante en
énergie de sites, bâtiments
et quartiers, notamment par
cogénération d’électricité
et de chaleur.
Autonomie des appareils
nomades, équipements
de secours.
Amélioration du bilan carbone
dans l’industrie des utilités,
des procédés, des produits.
5
6
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
La filière hydrogène
française
en 2015
L’énergie, les transports, la ville durable sont des pôles d’excellence française
et autant de domaines d’applications pour les solutions hydrogène. La France
détient de solides atouts pour renforcer ses positions sur ces marchés d’avenir.
L’Europe soutient la filière hydrogène. Les régions s’engagent. À l’État de donner
à la filière française les moyens d’accélérer.
Les atouts de la France
La France réunit toutes les compétences
pour développer une filière hydrogène de
classe mondiale :
•Une recherche de haut niveau dans le domaine de
l’énergie hydrogène et des piles à combustible :
CNRS, CEA, INERIS, Fédération FCLAB…
•Plusieurs groupes leaders mondiaux de l’énergie, des
gaz industriels, de la mobilité durable, des services
à l’environnement positionnés sur les solutions
hydrogène : Air Liquide, Engie, Michelin, Areva, Total,
Suez, Veolia…
•Des PME et de jeunes entreprises innovantes à
l’origine d’avancées majeures : SymbioFCell pour
les prolongateurs d’autonomie destinés aux voitures
électriques, McPhy Energy pour le stockage solide de
l’hydrogène, l’électrolyse de l’eau et les stations de
recharge, Atawey pour les sites isolés…
•Des pôles de compétitivité dynamiques : Tenerrdis,
Capenergies, Véhicule du Futur, LUTB Transport &
Mobility Systems…
•Des régions engagées pour l’énergie et la mobilité
hydrogène : Bretagne, Centre Val de Loire, Franche
Comté, Lorraine, Midi-Pyrénées, Normandie, Nord
Pas-de-Calais, Provence-Alpes-Côte d’Azur, Pays de
Loire, Rhône-Alpes Auvergne…
Les recommandations
de l’OPECST 2
Le rapport de l’OPECST “L‘hydrogène :
vecteur de la transition énergétique”,
rédigé par le député Laurent
Kalinowski et le sénateur
Jean-Marc Pastor, établit pour
sa part 5 recommandations :
1 Mettre en place la vision
gouvernementale, l’organisation
nationale, la programmation et
le financement nécessaires au
développement d’une filière
hydrogène nationale.
→2 Lever les freins réglementaires à
•Les synergies entre le vecteur hydrogène et les
énergies renouvelables.
•→Les piles à combustible pour accroître l’autonomie
et réduire le temps de recharge des véhicules
électriques.
•→Les applications au service de la ville durable dans les
éco quartiers et les réseaux énergétiques intelligents.
•→La conquête de marchés internationaux pour des
applications comme le secours électrique et la
mobilité logistique.
1 L’hydrogène énergie et les piles à combustible, feuille de route stratégique, Ademe avril 2011
2 Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques, janvier 2014
Les 34 plans initiaux sont réorganisés en 10 solutions à
de grands défis d’avenir qui représentent autant de
marchés à fort potentiel. Le plan Industrie du Futur
contribuera à moderniser toutes les filières, des process au
business model.
Les objectifs à court et moyen termes et leur calendrier
sont précisés.
La filière hydrogène est en premier lieu concernée par
la solution “Mobilité écologique”, mais elle l’est aussi
par les “Transports de demain”, la “Ville durable” et
les “Nouvelles ressources”.
La loi relative à la
transition énergétique
pour la croissance verte
Plus d’information sur les dispositions p.12
3 Créer les conditions du
développement de nouveaux
marchés pour l’énergie hydrogène.
initiatives locales.
5 Prendre en compte la dimension
européenne du développement de
l’énergie hydrogène.
Le programme
européen FCH-JU
Lancé en 2008, FCH-JU est un partenariat
public privé entre la Commission européenne,
l’industrie (80 entreprises) et la recherche
(59 organismes) pour accélérer le développement
et le déploiement des technologies hydrogène
et piles à combustible.
Le Conseil de l’Union a décidé en 2014 de
poursuivre ce programme par le FCH-JU 2
dans le cadre du programme Horizon 2020.
Principaux axes : la mobilité hydrogène et
l’énergie hydrogène. Démonstrateurs et tests
de marché sont privilégiés.
→170 projets
soutenus depuis 2008
1,33 Md€
au budget 2014-2020, dont 665 M€
de subventions de la Commission
3
→ e appel à projets
en janvier 2016
Promulguée le 18 août 2015, elle présente plusieurs
dispositions favorables à la filière hydrogène,
en particulier pour le stockage des énergies
renouvelables intermittentes et les transports.
l’innovation.
4 Donner toute leur place aux
4 axes stratégiques de développement d’ici
2020 sont identifiés :
Le ministre de l’Économie Emmanuel
Macron a lancé en mai 2015 la seconde
phase du programme Nouvelle France
industrielle :
La feuille de route stratégique
de l’Ademe 1 à l’horizon 2020
La Nouvelle France
Industrielle et l’Industrie
du Futur
Les appels à projets 2015
Mai
Le programme FCH-JU a lancé un appel à projet de
108 M€ portant sur les transports, le déploiement
d’infrastructure, les piles à combustible stationnaires
et le Power-to-gas.
Coopération francoallemande pour la
mobilité hydrogène
Favoriser la mobilité électrique, grâce à
l’hydrogène vert notamment : c’est l’un des
projets franco-allemands pour stimuler
l’investissement en Europe répertorié dans
la déclaration commune sur l’intégration
économique signée le 31 mars 2015 par les
ministres de l’économie français et allemand.
Août
Le gouvernement et l’Ademe ont lancé un appel à
projets sur le stockage et la conversion de l’électricité en
d’autres vecteurs afin de faciliter l’intégration des énergies
renouvelables dans le mix énergétique.
Septembre
100% EnR en 2050 ?
L’Ademe a lancé un nouvel appel à projets Titec de transfert
industriel et de tests en conditions réelles dans le secteur
de l’énergie hydrogène et des piles à combustible pour
préparer leur déploiement. Cet appel à projets est initié
3
en partenariat avec des acteurs territoriaux engagés .
Ils participeront à la sélection des projets et pourront
les cofinancer.
L’ADEME publie une étude prospective basée
sur un scénario 100% EnR en 2050. Cette étude
s’ajoute à la panoplie des scénarios prospectifs
dont celui de l’ANCRE. Dans ces scénarios,
l’hydrogène contribue significativement aux
solutions de stockage.
3 Conseil régionaux Aquitaine, Centre-Val de Loire, Franche Comté, Lorraine, Midi-Pyrénées, Nord Pas-de-Calais, Collectivité Territoriale de Corse,
Conseil Départemental de la Manche, partenaires d’Innov’R en Rhône-Alpes (Conseil Régional Rhône-Alpes, Grand Lyon, Grenoble Alpes Métropole,
Saint Etienne Métropole, Conseil Général de l’Isère, BPI France, Caisse des Dépôts, Afnor, Inpi.)
7
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
L’hydrogène
dans le monde
en 2015
De la Californie au Japon en passant par l’Allemagne ou la Grande-Bretagne,
l’hydrogène confirme sa place parmi les solutions énergétiques d’avenir.
L’AIE publie sa première feuille de route 2050
dédiée à l’hydrogène
L
’Agence Internationale de l’Énergie analyse les
étapes à franchir pour faire de l’hydrogène un
élément central du système énergétique et limiter le
réchauffement climatique à 2°C.
L’AIE souligne la flexibilité de production et d’utilisation
de ce vecteur énergétique et l’efficacité des piles à
combustible.
Elle estime que l’hydrogène est l’un des rares moyens
de stocker massivement les surplus d’énergie solaire
et éolienne. Elle considère que la pile à combustible
permet de développer des transports routiers sans
émission de CO2 et de polluants tout en offrant une
autonomie et une rapidité de recharge comparables aux
véhicules thermiques.
L’AIE appelle donc à multiplier les démonstrateurs,
stimuler l’investissement et accélérer le déploiement
commercial des technologies et des infrastructures
grâce à l’appui de politiques publiques efficaces.
Elle insiste enfin sur l’établissement des normes
internationales nécessaires à une utilisation sûre et fiable
de l’hydrogène dans les applications finales.
Technology Roadmap : Hydrogen and Fuel Cells - IEA- juin 2015
Une technologie très prometteuse
Siemens a mis en service à Mayence en Allemagne une
installation d’électrolyse de l’eau de 6 MW pour valoriser
des excédents d’électricité éolienne en produisant
de l’hydrogène pour différentes applications. C’est la
plus grande électrolyse mondiale avec celle réalisée
en 2013 par Enertrag Hytec, devenue McPhy Energy
Deutschland, pour alimenter le site de méthanisation
d’Audi à Werlte.
Les 18 experts mondiaux consultés à l’occasion du
World Economic Forum 2015 ont classé les véhicules
à pile à combustible en tête des dix technologies
nouvelles les plus prometteuses, devant la prochaine
génération de robots, les plastiques recyclables et
l’ingénierie génétique.
La famille Ariane a franchi le cap des 400 satellites mis
sur orbite depuis sa création : un succès auquel participe
l’hydrogène qui propulse les fusées.
En Allemagne, Total a mis en service en 2015 la première pompe à hydrogène sur une station d’autoroute du pays.
L’hydrogène est produit à partir d’énergie éolienne par un électrolyseur de 0,5 MW de McPhy Energy Deutschland
et stocké sous forme solide sur un stockage d’une capacité de 100 kg fourni par McPhy Energy France.
Pour tirer parti de ces atouts, il faut réduire les coûts de
production de l’hydrogène renouvelable et celui des
infrastructures de distribution.
Une électrolyse record
Nouveaux succès spatiaux
Crédit : Daimler AG
8
Toyota ouvre son portefeuille
de brevets
Un mois après le lancement de sa première voiture de
série à pile à combustible, la Mirai, “futur” en japonais,
Toyota met à la disposition de l’industrie ses 5.680
brevets sur la mobilité hydrogène. L’objectif : accélérer
le déploiement de cette technologie d’avenir. Toyota
ambitionne de ne plus vendre aucun véhicule propulsé
par une énergie fossile en 2050.
La Californie en pole position
200.000 piles à combustible vendues
44 stations en service fin 2015, 51 fin 2016 avec une
capacité de nature à satisfaire la demande journalière
de 13.500 voitures électriques à hydrogène : l’État
de Californie s’est engagé à investir 20 millions de
dollars par an dans la création et la maintenance de
stations de recharge d’hydrogène jusqu’à atteindre
100 unités. Les constructeurs automobiles anticipent
en effet 10.500 voitures électriques à hydrogène sur les
routes californiennes en 2018 et 34.300 en 2021. Elles
contribueront à l’atteinte des objectifs climatiques de
l’état à l’horizon 2030 : la Californie veut réduire de 40 %
ses émissions de gaz à effet de serre et diviser par deux
sa consommation de pétrole.
Depuis la pile à combustible de la capsule Gemini V
chargée, en 1965, de fournir l’eau et l’électricité
nécessaires à la vie à bord des deux astronautes
embarqués, plus de 200.000 piles à combustible ont
été vendues dans le monde. Le plus grand nombre
est au Japon qui a franchi en 2015 le cap des 100.000
cogénérateurs domestiques installés.
California Environmental Protection Agency Air Resources Board
2015 annual évaluation
Associés en infrastructures
En Allemagne, Total, Linde et Daimler sont associés pour
déployer un réseau de stations de recharge d’hydrogène
à l’échelle fédérale avec un objectif de 400 stations à
l’horizon 2023.
Au Japon, Honda, Nissan et Toyota ont créé une coentreprise pour construire, exploiter et entretenir
des stations de recharge d’hydrogène. Les trois
constructeurs se sont engagés à verser jusqu’à
90.000 $ par station en complément des aides publiques.
Le Japon vise 100 stations en 2016 et 1.000 à l’horizon 2025.
Smartphone : une semaine
d’autonomie en un chargement ?
L’entreprise britannique Intelligent Energy a réussi à
intégrer une pile à combustible dans un iPhone 6 sans
modifier son design.
L’avantage : 7 jours d’autonomie et quelques secondes
seulement pour recharger l’appareil en branchant
la cartouche d’hydrogène sur la prise de casque
du smartphone. Cette technologie pourrait être
commercialisée d’ici deux ans.
L’hydrogène à l’heure olympique
Ville d’accueil des JO d’été de 2020, Tokyo veut faire du
village olympique une vitrine de l’hydrogène. Des piles
à combustible fourniront électricité et eau chaude à ses
17.000 habitants, aux installations sportives, magasins et
restaurants inclus. Les bus et les voitures transportant
les athlètes seront alimentés de la même façon.
9
10
AFHYPAC :
actions
L’hydrogène
en nos
France
| en 2015 en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
AFHYPAC
Nos actions en 2015
L’année a été marquée par des avancées significatives pour la filière énergie
hydrogène : une contribution reconnue à la lutte contre le réchauffement
climatique, des procédures allégées pour les installations de production,
la mise en œuvre du plan Mobilité Hydrogène France, le succès des Journées
Hydrogène dans les Territoires. Ce sont autant d’incitations à redoubler d’efforts
pour faire partager notre conviction : l’hydrogène, c’est aujourd’hui.
De nouveaux
groupes de travail
Nous avons mis en place de nouveaux
groupes de travail afin de servir mieux et plus
complètement les intérêts de nos membres.
Modèles économiques
L’objectif est de mettre à la disposition des membres de
l’AFHYPAC des données économiques fiables et des
éléments d’appréciation sur les nombreuses études
technico-économiques consacrées au futur de l’hydrogène.
Relations institutionnelles
Le lancement de la seconde phase du programme gouvernemental Nouvelle France
Industrielle et la promulgation de la loi relative à la transition énergétique pour la
croissance verte ont été les deux événements marquants de l’année.
A
u niveau national, l’AFHYPAC a montré une grande
disponibilité et autant de vigilance tout au long du
processus parlementaire.
Le Conseil économique, social et environnemental
(CESE) a rendu le 9 juin un avis sur le développement
du stockage de l’électricité dans le cadre de la transition
énergétique : il considère la filière hydrogène, dont le
Power-to-gas, parmi les trois filières technologiques à
situer au coeur du débat.
Nous développons nos relations avec le Ministère de
l’Économie, de l’Industrie et du Numérique dans le cadre
du programme Nouvelle France Industrielle et avec le
Commissariat général à l’investissement, chargé de la
mise en œuvre du programme d’investissements d’avenir.
En 2015, nous avons notamment été auditionnés
par le Conseil général de l’économie (CGE) et le Conseil
général de l’environnement et du développement
durable (CGEDD) chargé par les ministres de l’Économie
et de l’Énergie d’un rapport sur la filière hydrogène.
Nous devons recenser
et analyser les variables
qui déterminent ou
impactent nos modèles
économiques pour
mieux définir à quelles
conditions, où et
comment investir.
Loi relative à la
transition énergétique
pour la croissance verte
Par l‘article 121, la loi demande
en particulier au gouvernement
de remettre au Parlement dans
un délai de douze mois, un plan
de développement du stockage
des énergies renouvelables par
hydrogène décarboné portant
notamment sur :
1 La mise en œuvre d’un modèle
économique du stockage par
hydrogène de l’électricité produite
à partir de sources d’énergies
renouvelables, visant à encourager
les producteurs d’énergies
renouvelables à participer à
la disponibilité et à la mise en
œuvre des réserves nécessaires
au fonctionnement des réseaux
publics de transport et de
distribution d’énergie, ainsi que les
conditions de valorisation de ces
services.
Philippe Boucly
GRTgaz
Groupe de travail :
Modèles économiques
2 La mise en œuvre de mesures
Au niveau régional
Au plan international
Promotion de la filière
à l’international
L’AFHYPAC entretient des contacts fréquents et
suivis avec les pôles de compétitivité Énergie 2020
(Nord Pas-de-Calais) et Tenerrdis (Rhône–AlpesAuvergne), les associations régionales PHyRENEES,
ERH2 Bretagne, la Mission Hydrogène des Paysde-Loire, des collectivités territoriales telles que le
Conseil départemental de la Manche, la Métropole
Rouen-Normandie, le Grand Dole et Grenoble-Alpes
Métropole.
Nous participons au Conseil de l’European Hydrogen
Association.
L’objectif est d’accroître la visibilité des acteurs français
de la filière, de renforcer la crédibilité et la présence
de l’AFHYPAC et de diminuer les coûts de promotion
internationale par la conception d’un stand commun,
la négociation de conditions groupées, des rapports
d’expérience et partages de contacts.
Des membres de l’AFHYPAC sont impliqués dans
la gouvernance du FCH-JU et experts auprès de la
Commission Européenne dans le cadre des projets de ce
programme.
L’AFHYPAC veille à la présence d’industriels français
dans les projets de l’Hydrogen Implementing Agreement
de l’Agence Internationale de l’Énergie (IEA HIA) 4.
Elle est également attentive à leur participation aux
groupes de normalisation de la filière (ISO, IEC) et aux
groupes miroirs en France (AFNOR, UTE).
4 Initiative lancée en 1977 pour développer des projets de recherche-développement collaboratifs sur l’hydrogène entre les pays membres de l’AIE
Groupe Miroir français de la FCH-JU 2
L’objectif de ce groupe, animé conjointement par des
représentants du Ministère de la Recherche et de
l’AFHYPAC, est d’assurer et d’optimiser l’accès des acteurs
de la filière, des territoires et des utilisateurs à toutes les
ressources européennes disponibles.
incitatives destinées à promouvoir
des innovations technologiques
visant plus particulièrement
les piles à combustible, pour
notamment développer le marché
des véhicules électriques.
3 Le déploiement d’une infrastructure
de stations de distribution
d’hydrogène.
4 L’adaptation des réglementations
pour permettre le déploiement
de ces nouvelles applications
de l’hydrogène, telles que la
conversion d’électricité en gaz.
11
12
AFHYPAC :
actions
L’hydrogène
en nos
France
| en 2015 en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
Réglementation
Garantie
d’origine
Hydrogène
renouvelable
La réglementation, les normes et les mesures de sécurité applicables à l’hydrogène
en France ont été conçues pour une production massive et des usages industriels :
elles sont mal adaptées à l’usage de l’hydrogène en tant qu’énergie.
L’AFHYPAC se mobilise
pour faire évoluer les règles :
→
1 La production pour faciliter
Des avancées en 2015
Comité de pilotage AFHYPAC-DGPR5
2 Le stockage en adoptant
Le comité est en place depuis mars. Au cours des
réunions a été abordée la question des transpositions
en droit français des directives européennes IED,
3,
relative aux émissions industrielles, et SEVESO relative aux risques, qui ont conduit à modifier la
nomenclature des installations classées ICPE 6.
→
régime d’autorisation simplifié 7
l’installation décentralisée
d’électrolyseurs.
→
les normes récentes.
3 La distribution en s’appuyant sur le
travail réalisé dans le domaine de
l’alimentation en hydrogène des
chariots élévateurs dans les entrepôts
pour rendre possible le déploiement
des stations de recharge publiques.
→
4 L’injection d’hydrogène dans les
réseaux de gaz naturel en contribuant
à mieux définir la teneur maximale
admissible.
Depuis le 1er juin 2015, il est applicable aux installations
ayant une quantité d’hydrogène comprise entre
100 kg et 1 tonne.
Il reste toutefois une incertitude sur la notion
de “fabrication en quantités industrielles” que la
Commission européenne devrait préciser. Dans cette
attente, le régime d’autorisation simplifié est appliqué.
La DGPR souhaite cependant qu’une analyse de
risque soit faite dans chaque cas afin d’avancer avec
les opérateurs et de nourrir les prochains textes
réglementaires sur la distribution d’hydrogène.
Un dialogue constructif
Un dialogue technique suivi est engagé avec
l’ensemble des autorités concernées : l’Ademe,
le Ministère de l’Écologie, du Développement
durable et de l’Énergie, la DGPR , l’INERIS 9…
L’objectif est de lever les freins au développement de l’énergie hydrogène et des piles à
combustible tout en garantissant des niveaux
de sécurité adaptés aux différents usages.
L’Ademe publie
deux nouveaux
guides d’information
→
1 Le premier porte sur les risques
et les mesures de sécurité liés à
la production
décentralisée
d’hydrogène.
Il s’adresse à
tous les acteurs
intéressés par le
développement
ou l’installation
d’une unité
de production.
prévention des risques
La qualité du dialogue
entretenu avec la
Direction générale de
la prévention des risques
augure de nouveaux
progrès réglementaires
en 2016.
Aliette Quint
Air Liquide
Groupe de travail :
Réglementation
Le rapport sur la prévention des risques industriels
majeurs, publié le 15 octobre par le Ministère
de l’Écologie, énumère les nouveaux usages de
l’hydrogène : stockage de l’énergie électrique,
conversion en électricité, alimentation des véhicules,
injection dans le réseau en mélange avec le gaz
naturel.
Il indique que “l’État a pour objectif d’accompagner
les différents projets dans ces domaines en
élaborant avec leurs porteurs une réglementation
proportionnée”.
Un premier arrêté sur la distribution d’hydrogène
en entrepôt a été examiné par le CSPRT8 après
consultation publique, et devrait entrer en vigueur en
janvier 2016.
Il sera suivi d’un 2e arrêté relatif à la distribution dans
les stations privées et d’un 3e arrêté sur la distribution
dans les stations publiques. L’AFHYPAC contribue
activement à leur élaboration.
5Direction Générale de la Prévention des Risques
6Installations Classées pour la Protection de l’Environnement
7 Régime d’enregistrement sans étude d’impact, étude de dangers et enquête publique ramenant à moins de six mois les délais d’instruction des demandes
8 Conseil Supérieur de la Prévention des Risques Technologiques
→
2 Le second est consacré à la sécurité
des véhicules à hydrogène et des
stations-service de distribution
d’hydrogène. Il présente un état
des lieux et des recommandations
pratiques pour accompagner le
déploiement de ce nouveau type
de mobilité. Ce guide s’adresse à
un public large,
intéressé par
la mobilité
hydrogène et
potentiellement
concerné par
un projet de
station-service
ou de véhicules
à hydrogène.
9Institut National de l’Environnement et des Risques
Les garanties d’origine hydrogène renouvelable
s’adressent aux organisations, entreprises
et particuliers qui souhaitent inscrire leur
consommation dans une démarche responsable et
durable.
C
es garanties d’origine attestent que tout ou partie de l’énergie
consommée est bien d’origine renouvelable.
Les garanties d’origine sont émises par les producteurs, certifiées
par un organisme reconnu par l’Etat, achetées par les fournisseurs
qui les proposent à leurs clients Elles aident leurs utilisateurs
à satisfaire des exigences réglementaires en matière de bilan
carbone et d’émissions. Elles encouragent les productions et les
consommations décarbonées en les valorisant.
L’AFHYPAC travaille à la création d’une garantie d’origine pour
l’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelable.
Le référentiel est finalisé : il s’appuie sur les mécanismes existant
pour l’électricité et le biométhane.
La phase pilote a été engagée en 2015 pour 18 à 24 mois. Elle va
permettre de développer l’outil de gestion et de le tester auprès
des producteurs et des utilisateurs potentiels, de valider le cadre
juridique et contractuel de la garantie et de sélectionner le teneur
de registre.
•
La connaissance
des flux de carbone
dans leurs activités
permet aux entreprises
d’optimiser leurs achats,
leurs investissements
et leur stratégie.
Pierre Picard
WH2
Groupe de travail :
Garantie d’origine
hydrogène renouvelable
13
14
AFHYPAC :
actions
L’hydrogène
en nos
France
| en 2015 en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
Mobilité Hydrogène France
Mobilité Hydrogène France
en 2030
Le consortium Mobilité Hydrogène France rassemble plus de 30 partenaires publics et privés,
fédérés par l’AFHYPAC, pour concrétiser le développement de la mobilité hydrogène.
E
n octobre 2014, le consortium a présenté un
important plan de déploiement d’ici 2030 de véhicules
électriques à hydrogène et de stations de recharge. En
2015, sa mise en œuvre est engagée.
à hydrogène à l’horizon 2020. Il bénéficie du soutien du
Ministère de l’Écologie, du Développement durable et
de l’Énergie et de l’Ademe et de la validation technique
de la Direction Générale de l’Énergie et du Climat.
→Le plan Mobilité Hydrogène France s’inscrit dans la
solution Mobilité Écologique de la Nouvelle France
Industrielle qui prévoit 100 stations et 1.000 véhicules
→Le plan Mobilité Hydrogène France est cofinancé par
l’Union Européenne dans le cadre des projets HIT 10 et
H2ME 11 , lancé en septembre 2015.
800.000 véhicules H
600 stations H
90.000 t H consommées
2
2
2
3
Une stratégie originale
de déploiement
Deux nouveaux
adhérents de poids
Coordonné par l’AFHYPAC, le plan Mobilité
Hydrogène France est conduit en étroite
collaboration avec les collectivités et les
entreprises.
L
→ e Conseil National des
Professions de l’Automobile
→Il s’appuie, dans un premier temps, sur le déploiement
de flottes (livraisons, services, taxis, utilitaires…) et de
stations de recharge d’hydrogène pour les alimenter à
l’échelle de la collectivité territoriale.
Il privilégie un amorçage du déploiement basé sur les
véhicules électriques à batteries existants équipés
de prolongateur d’autonomie hydrogène : un modèle
économique viable dès aujourd’hui.
Il promeut des stations à 350 bars de moyenne
capacité, adaptées aux besoins des premières flottes
ce qui permet d’avoir un coût d’hydrogène à la pompe
compatible avec les attentes des clients.
il a rejoint l’AFHYPAC, marquant concrètement son
intérêt pour la Mobilité Hydrogène. Le CNPA fédère
tous les professionnels de la distribution et des
services de l’automobile en France. Ils représentent
450.000 salariés et un chiffre d’affaires de 140
milliards d’euros.
AVERE-France
AVERE-France et l’AFHYPAC ont procédé à des
adhésions croisées. L’association nationale pour le
développement de la mobilité électrique fédère les
acteurs de l’écosystème de la mobilité électrique
dans les domaines industriel, commercial, institutionnel et associatif.
Cette infrastructure initiale sera accessible aux premiers
particuliers qui s’équiperont de véhicules à hydrogène.
Le déploiement simultané
des véhicules d’entreprise et
de l’infrastructure associée posera
les bases d’un réseau national de
stations hydrogène, prêt à servir
les particuliers.
Fabio Ferrari
SymbioFCell
Coordinateur Mobilité
Hydrogène France
10Hydrogen Infrastructure for Transport
11Hydrogen Mobility Europe
Mobilité 2050
selon l’Ademe :
gaz, hydrogène,
électricité et biocarburant
Comment diviser par 4 les émissions de gaz à effet
de serre en France par rapport à 1990 ? Le scénario
2050 de l’Ademe est fondé sur une transition
volontariste et normative pour remplacer 100 %
du pétrole dans les transports par du gaz d’origine
renouvelable à 56 %, de hydrogène injecté dans le
réseau gazier et utilisé directement, de l’électricité.
Ademe Visions Energétiques 2030-2050
TWh électriques valorisés par la production de H2
Flottes captives et
écosystèmes territoriaux
Le Plan Mobilité Hydrogène France permet
de démarrer le marché avec des risques
maîtrisés : les besoins sont clairement identifiés,
les investissement raisonnables et les stations
correctement dimensionnées.
Les territoires accueillant plusieurs flottes captives
seront privilégiés afin de favoriser l’émergence d’un
écosystème hydrogène local et de permettre le
développement structuré d’une infrastructure de
distribution partagée à l’échelle du territoire et entre
les territoires.
Le Plan Mobilité Hydrogène France s’appuie sur
des régions volontaires et des concours européens.
Rodez, Sarreguemines, Paris :
3 stations financées par le FCH-JU en 2015
H2ME et HIT :
des corridors hydrogène
européens
Un benchmark
des stations de recharge
d’hydrogène
H2ME rassemble les 4 initiatives les plus importantes en Europe : H2 Mobility Deutschland, Mobilité
Hydrogène France, Scandinavian Hydrogen
Highway Partnership et UK H2 Mobility.
L’INERIS a publié en mars 2015 une étude
comparative des réglementations, guides et
normes concernant la conception, la localisation et
l’exploitation des stations de recharge d’hydrogène.
Les bonnes pratiques sont relevées.
L’objectif est de favoriser la création de corridors
hydrogène européens.
Investissement unitaire :
Il bénéficie de 32 millions d’euros du programme
FCH-JU 12.
200 K€ - 300 K€
station de petite taille
1 M€ - 2 M€
station de grande taille
12Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking
15
16
AFHYPAC :
actions
L’hydrogène
en nos
France
| en 2015 en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
Hydrogène dans
les territoires
Plusieurs territoires développent des initiatives et des projets afin d’évaluer et de démontrer
l’intérêt de l’hydrogène dans le mix énergétique territorial.
L
’AFHYPAC souhaite créer une dynamique de
développement en s’appuyant sur les initiatives
locales. Le groupe de travail Territoires est chargé
d’animer le réseau des acteurs locaux, d’aider à développer
des actions, mobiliser des moyens et des financements
associés aux objectifs nationaux et européens.
Mobiliser les fonds
Feder
Insérer l’hydrogène
dans les territoires :
les bonnes pratiques
recensées
→La mutualisation des meilleures pratiques est
indispensable à la mobilisation des financements du
fonds européen de développement régional Feder.
L’AFHYPAC a organisé un atelier sur ce thème en avril
en 2015 à Lyon et mis en place une task force au sein
de son groupe de travail Mobilité pour déterminer
comment optimiser l’accès aux financements européens.
L’AFHYPAC va publier début 2016 un guide
méthodologique des bonnes pratiques
d’insertion de l’énergie hydrogène et de
ses applications dans les territoires.
→La méthodologie, définie avec le consultant Clean
Horizon, a été testée sur deux territoires volontaires :
la communauté urbaine de Grenoble conjointement
avec le département de l’Isère et Valence-Romans-Sud
Rhône-Alpes.
Les acteurs des
territoires veulent
partager leurs
expériences et leurs
bonnes pratiques,
lancer des actions
communes, développer
les synergies entre
leurs projets : nous les
aidons à le faire très
concrètement.
L’approche adoptée se fonde sur l’analyse globale
de la situation énergétique, des opportunités et des
besoins du territoire et prend en compte son calendrier
décisionnel..
Cette infrastructure initiale sera accessible aux
premiers particuliers qui s’équiperont de véhicules
à hydrogène.
Paul Lucchese
CEA
Groupe de travail :
Territoires
Tous les projets en un clic
L’AFHYPAC a réalisé une cartographie et une
base de données très complète sur les projets
et les réalisations énergie hydrogène et piles à
combustible dans les territoires.
Cette base de données est en ligne depuis
novembre 2015 sur le nouveau site internet de
l’AFHYPAC.
Les informations accessibles aux membres
précisent la nature et le type du projet, le territoire
concerné, la structure porteuse, les partenaires,
le budget, le plan du financement, le calendrier,
l’avancement, la maturité technologique, les clients
et marchés visés.
Aux membres de l’AFHYPAC de faire vivre ce
formidable outil en nous permettant de le tenir à jour.
Les Journées Hydrogène
dans les Territoires
confirment leur succès
Après Albi et Belfort, l’AFHYPAC a organisé à
Cherbourg, avec le Conseil Départemental de la
Manche et la Communauté Urbaine de Cherbourg,
la 3e édition des Journées Hydrogène dans les
Territoires.
Elle a rassemblé les 17 et 18 juin 2015 à la Cité de
la Mer, 170 acteurs publics et privés autour du
développement de l’énergie hydrogène pour la
transition énergétique et la croissance verte.
Onze territoires ont présenté leurs initiatives et leurs
projets au cours de la première journée.
Le deuxième jour a débuté par une session sur
l’accès aux centres-ville des véhicules et bus
à hydrogène, suivie par une table ronde sur la
sécurité et l’acceptation de l’hydrogène. Elle s’est
terminée par une présentation des scénarios que
l’Agence internationale de l’énergie a consacrés à
l’hydrogène et à sa contribution à la lutte contre le
changement climatique.
Ce programme était complété par une exposition
ouverte au public qui a pu voir et essayer différents
véhicules à hydrogène.
Prochain rendez-vous :
les 29 et 30 juin 2016 à Grenoble
Crédit : CD Manche
Hélène Pierre
Engie
Groupe de travail :
Territoires
L’objectif est d’aider les territoires à concevoir et
mettre en œuvre une stratégie énergie hydrogène
en bénéficiant des retours d’expérience de territoires
précurseurs.
L’AIE est l’expert de
référence pour l’énergie.
Sa feuille de route confère
à l’hydrogène une nouvelle
visibilité. Cela contribuera
à dynamiser les stratégies
territoriales et devrait faciliter
l’accès aux financements
dédiés à la lutte contre le
changement climatique.
17
18
AFHYPAC :
actions
L’hydrogène
en nos
France
| en 2015 en 2015
L’hydrogène en France | en 2015
Communication
L’AFHYPAC fait connaître et promeut l’énergie hydrogène, ses enjeux, ses bénéfices,
ses technologies et ses applications auprès de tous les publics. En 2015, le plan de
communication de l’AFHYPAC s’est attaché à porter nos messages clés sur l’axe :
L’hydrogène, c’est aujourd’hui.
Des outils
revisités
R
→ efonte dès janvier 2015 de notre
lettre d’information Hynovations
Nouveau format, rythme mensuel, éditoriaux de
spécialistes reconnus illustrent l’impulsion que nous
souhaitons donner à la filière.
Photo : AFHYPAC
“ L’hydrogène, du soleil en conserve est le
bouleversement énergétique fondamental des
vingt prochaines années ” Joël de Rosnay lors de
la conférence “ L’Hydrogène, vecteur de la transition
énergétique ”, organisée par l’AFHYPAC au Sénat
Nouvelle ergonomie, fonctionnalités élargies, nouveaux
services à commencer par une base de données
complète et cartographiée sur les projets hydrogène
sur l’ensemble du territoire. Cet outil très attendu
permettra aux acteurs de filière et aux territoires
d’aller plus vite ensemble vers le déploiement de
l’hydrogène.
Enrichissement de notre chaîne
YouTube Hydrogène-énergie
Mise en ligne de nouvelles vidéos pédagogiques,
conférences, tables rondes et reportages.
Pour gagner en visibilité, faire connaître
nos technologies et les acteurs de la
filière hydrogène, l’AFHYPAC a participé à
plusieurs salons en 2015.
Salon des énergies Renouvelables
COP 21 : des solutions
hydrogène pour le climat
La France accueille du 30 novembre au
11 décembre 2015 la 21e Conférence des
parties à la Convention cadre des Nations
Unies sur les changements climatiques.
L’objectif : aboutir à un accord international pour maintenir
le réchauffement climatique en dessous de 2°C.
Afin de porter la voix de la filière hydrogène auprès
des pouvoirs publics, des institutions, des médias et du
grand public, l’AFHYPAC se mobilise pour promouvoir
les solutions apportées par l’énergie hydrogène :
En mars, à Lyon, l’AFHYPAC a organisé avec Tenerrdis
et en compagnie de plusieurs industriels une session de
conférences dédiée aux Solutions Hydrogène pour la
transition énergétique.
•Sur la plateforme dédiée de la COP21 avec la
présentation d’applications comme le Power-to-gas,
la mobilité électrique hydrogène, l’alimentation des
sites isolés ou encore celle des appareils nomades.
> www.plateformesolutionsclimat.org
RIVE - Rencontres Internationales
des Voitures écologiques
•Au Pavillon Écomobilité du Grand Palais en
partenariat avec l’AVERE-France. De nombreux
acteurs de la filière hydrogène seront présents,
des grands groupes internationaux aux startups
et PME innovantes, sans oublier les associations
professionnelles. Au programme : conférences,
animations et démonstrations dans Paris.
La mobilité hydrogène est en marche !
En juillet, à Alès, l’AFHYPAC et certains de ses adhérents
ont fait stand commun. Plusieurs véhicules électriques
à hydrogène ont été exposés dont la Toyota Mirai, le
Kangoo ZE-H2 et la GreenGT H2 avec des essais de
véhicules et tours de piste.
Crédit : Morgan Mathurin
Mise en ligne fin novembre d’un
site internet entièrement repensé
Les salons,
un tremplin efficace
pour relayer
nos messages
1ère voiture de course électrique 100% hydrogène, la
GreenGT H2 offre des performances et une autonomie
comparables aux voitures de compétition à moteur
thermique, mais elle n’émet que de la vapeur d’eau.
HyVolution 2016
le sommet international
de l’énergie hydrogène
Après le succès de la 1ère édition à Albi,
HyVolution 2016 se tiendra les 4 et 5 février
2016 au Parc Floral de Paris.
Sous l’égide de l’AFHYPAC, il réunira pendant
deux jours les grands acteurs de la filière
hydrogène, les décideurs européens,
nationaux et territoriaux, les chercheurs, la
presse scientifique.
Deux jours de rencontres, d’exposition,
d’animations et d’essais de véhicules à
hydrogène pour faire le point sur la situation
et les perspectives de l’énergie hydrogène en
Europe et en France.
Quels sont les marchés émergents, avec quels
modèles économiques et quels bénéfices
pour les usagers et la société ? Les retours
d’expérience apporteront un éclairage sur le
développement et les attentes de la filière.
De nombreux partenaires soutiennent cet
événement :
Air Liquide, l’Ademe, la Caisse des Dépôts,
Toyota, Engie, Hyundaï, McPhy Energy,
Michelin…
La COP 21 est une formidable opportunité
de faire découvrir l’énergie hydrogène,
ses solutions et les innovations de la filière
française aux décideurs de nombreux
pays comme au grand public.
Valérie Bouillon-Delporte
En charge des dossiers H2 Michelin
Groupe de travail :
Communication
19
20
APPLICATIONS
: les
en France en 2015
L’hydrogène
en France
| enavancées
2015
L’hydrogène en France | en 2015
APPLICATIONS
Les avancées en France en 2015
Stocker et valoriser
les énergies renouvelables
Les installations éoliennes et solaires produisent de l’électricité, mais pas
toujours quand on en a besoin. Faute de solution de stockage, cette énergie est
perdue. La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau permet de valoriser
ces surplus et de gérer l’intermittence avec une grande flexibilité.
Stocker massivement
les surplus d’électricité
dans les infrastructures
gazières
Les infrastructures gazières existantes peuvent accueillir
jusqu’à 6 % d’hydrogène et 100 % de méthane de synthèse
qui associe hydrogène et CO2. C’est le moyen de stocker
dans la durée d’importants surplus d’électricité, de les
transporter et de les distribuer mélangés au gaz naturel.
Cette solution facilite l’intégration des énergies renouvelables intermittentes dans le système énergétique,
maximisant leur part dans la consommation d’énergie.
Le Power-to-gas, c’est à dire la transformation d’électricité
en gaz combustible (hydrogène ou méthane de synthèse),
permet de tirer pleinement parti des capacités de
production d’énergie renouvelable installées et des
capacités des infrastructures gazières existantes.
137 TWh
20 à 25 TWh/an
13 Gestion des réseaux par l’injection d’hydrogène pour décarboner les énergies
Les énergies solaire et éolienne peuvent satisfaire les
besoins croissants des îles, mais les systèmes insulaires
sont très vulnérables aux variations de puissance.
La plate-forme MYRTE, installée à Ajaccio, met en œuvre
un système de Power-to-power fondé sur l’hydrogène
pour gérer les fluctuations des énergies intermittentes
sur le réseau.
Une centrale photovoltaïque de 560 kWc est couplée
à un électrolyseur. En période de faible demande,
l’électricité sert à produire de l’hydrogène. Stocké sur
place, il alimente une pile à combustible de 100 kW
qui restitue cette énergie au réseau selon les besoins.
Un système complémentaire, la Greenergy Box, permet
d’injecter jusqu’à 150 kW.
Cette solution soutenue par l’Université de Corse, le
CEA et Areva, assure une grande flexibilité. au pilotage
du réseau. Elle facilite l’intégration d’une plus grande
part d’énergies renouvelables intermittentes et limite
le recours aux centrales thermiques lors des pics
de demande.
> http://myrte.univ-corse.fr
GRHYD :
de l’hydrogène vert
pour la ville durable
Rouler à l’hydrogène
grâce au recyclage
des déchets
Jupiter 1.000 :
GRHYD 13 est le premier projet de Power-to-gas en
France. Lancé en 2014 pour cinq ans, il rassemble
douze partenaires conduits par Engie et développe
deux démonstrateurs à Dunkerque.
L’hydrogène vert peut aussi être produit à partir de la
biomasse ou du recyclage de déchets organiques.
GRTgaz finalise la mise au point d’un démonstrateur
industriel de Power-to-gas avec une dizaine de partenaires dont RTE, responsable de l’équilibre du système
électrique français.
Le premier consiste à injecter jusqu’à 20 %
d’hydrogène, produit avec des surplus d’électricité
éolienne, dans le réseau de distribution de gaz naturel
alimentant un nouveau quartier de 200 logements. Il
permettra notamment de vérifier la tolérance des
équipements au mélange hydrogène-gaz naturel et
à ses variations.
Le second teste le fonctionnement d’une flotte
de 50 bus à l’Hythane®, mélange de gaz naturel et
d’hydrogène, distribué par une station de recharge
adaptée.
stockables dans les infrastructures gazières, soit 30 %
de la consommation électrique française en 2014
Étude Ademe, GRDF, GRTgaz septembre 2014
De l’énergie solaire
à la demande
d’électricité renouvelable, soit la
production de 2 EPR, pourraient être
valorisés par le Power-to-gas en 2050
Le syndicat de traitement des déchets ménagers
du Tarn Trifyl transforme en hydrogène une partie
du biogaz issu de son centre de valorisation de
Labessière-Candeil. L’installation pilote VabHyogaz
produit par réformage 10 kg par jour d’hydrogène de
haute qualité qui alimente les véhicules électriques à
hydrogène du syndicat.
Le rendement de l’installation, de l’ordre de 75 %, et
le coût de revient de cet hydrogène vert permettent
d’envisager l’industrialisation de cette production
entièrement automatisée.
Une première unité de 100 kg d’hydrogène par jour
est programmée pour 2016 et le développement
d’offres modulaires de 100, 200 et 400 kg/jour est
à l’étude pour accompagner l’essor attendu des
véhicules électriques à hydrogène.
gérer en synergie les réseaux de
transport électrique et gazier
Jupiter 1.000 permettra de tester :
•Des électrolyseurs alcalins et PEM 14 d’une puissance
unitaire de 0,5 MW ;
•Un méthaneur pour valoriser le CO2 issu d’une
installation industrielle en le recombinant à l’hydrogène pour obtenir du méthane de synthèse.
Produits à partir de surplus d’électricité, hydrogène et
méthane de synthèse seront injectés dans le réseau
de transport de gaz naturel. Ce dernier participe déjà
à l’équilibre du système électrique en alimentant les
centrales à gaz avec la flexibilité requise.
Ce démonstrateur sera installé à Fos-sur-Mer et entrera
en service en 2018.
Et ailleurs ?
En Chine, la province chinoise du Hebei a commandé à McPhy Energy deux lignes
avancées d’électrolyse et de stockage d’hydrogène, notamment sous forme solide à
basse pression. Elles permettront de valoriser des surplus d’électricité produits par un
parc éolien de 200 MW en construction.
14 À membrane échangeuse de protons
21
22
APPLICATIONS
: les
en France en 2015
L’hydrogène
en France
| enavancées
2015
L’hydrogène en France | en 2015
Alimenter en énergie les
bâtiments et les sites isolés
Autonomie énergétique en haute-montagne
Les piles à combustible peuvent produire sur place avec d’excellents
rendements, sans bruit ni émission, l’électricité et la chaleur nécessaires aux
bâtiments. Les chaînes hydrogène offrent aussi une solution de choix pour
alimenter les sites isolés.
Depuis juillet 2015, les randonneurs du refuge du Col
du Palet, dans le Parc National de la Vanoise en Savoie,
bénéficient grâce à l’hydrogène d’une électricité
d’origine renouvelable quelles que soient les conditions
météorologiques.
Grâce à l’électricité fournie par des panneaux photovoltaïques, l’hydrogène est produit par électrolyse
lorsque le refuge est fermé. Stocké sur place à moyenne
Des piles à combustible
résidentielles en test
Atawey a inauguré en 2015 à l’Institut national de
l’énergie solaire (Ines), un système d’autonomie
énergétique tout en un et sans émission pour l’habitat.
De quelques centaines de watts pour le petit résidentiel
à plusieurs mégawatts pour les centres commerciaux
ou les tours de bureaux, il existe des piles à combustible
pour tous les besoins.
Il réunit dans un container étanche et résistant à
installer à l’extérieur, un stockage à court terme dans
des batteries et un stockage à long terme avec une
chaîne hydrogène.
En période de forte production solaire, éolienne ou
hydraulique, le système stocke l’électricité dans les
batteries. Une fois les batteries pleines, les excédents
sont transformés par électrolyse en hydrogène,
stocké à basse pression en toute sécurité pour
plusieurs mois. En période de faible production,
l’énergie ainsi stockée est restituée au moyen d’une
pile à combustible.
Cette solution répond aux besoins de sites non
raccordés à un réseau électrique pour des puissances
de 1 à 5 MW.
Un consortium de quatre entreprises françaises
a remporté l’appel d’offre et réalisé l’installation :
Gest Environnement, MaHyTec, Powidian et Waechter
Energies.
Crédit : Antonio Veiga, Powidian
Une solution tout en un
pour l’habitat
pression en prévision de la saison d’ouverture, il alimente
alors en tant que besoin une pile à combustible de 2,5 kW
pour produire de l’électricité. L’ensemble des équipements
est piloté automatiquement et contrôlé à distance.
Le projet européen Ene.field a pour but l’installation
de 1.000 piles à combustible installées d’ici 2017 dans
des bâtiments résidentiels et tertiaires dans 12 pays
d’Europe. Il rassemble 26 partenaires dont 9 fabricants
et 4 énergéticiens. L’objectif : évaluer les performances
énergétiques et écologiques des équipements et
préparer la filière : bureaux d’études, commerciaux,
installateurs.
Partenaire de ce projet en France, Engie a mis en service
différents types de piles à combustible dans des maisons
individuelles et du petit tertiaire en Alsace.
De son côté, le constructeur Vaillant avec l’appui de
GRDF a inauguré en 2015 dans une maison près de Lille
sa première installation.
Alimentées par le réseau de distribution de gaz, ces piles
à combustible utilisent l’hydrogène du méthane (CH4)
pour produire simultanément chaleur et électricité.
Jusqu’à
60 %
Et ailleurs ?
de rendement :
un atout pour obtenir le label BEPOS,
bâtiment à énergie positive
Le Japon devrait franchir la barre des 140.000 piles à combustible résidentielles en 2015.
L’Allemagne en compte plus 35.000 et le Royaume-Uni plus de 3.000.
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APPLICATIONS
: les
en France en 2015
L’hydrogène
en France
| enavancées
2015
L’hydrogène en France | en 2015
Développer
la mobilité hydrogène
L’hydrogène est l’énergie de la mobilité durable. Les piles à combustible à
hydrogène facilitent la mobilité électrique en apportant une recharge rapide et
une autonomie comparables à celles des véhicules thermiques. Elles peuvent
équiper en source d’énergie principale ou complémentaire tous les véhicules
utilisant l’électricité dans tous les domaines du transport : terrestre, maritime,
fluvial, ferroviaire et aéronautique.
Grenoble et Lyon
accélèrent dans le fret
urbain durable
Lancé en octobre 2014, le programme HyWay évalue
pendant 18 mois le déploiement de 50 utilitaires
Renault Kangoo ZE à prolongateurs d’autonomie
autour de deux stations de recharge à Grenoble et
Lyon.
L’Ademe participe au financement des véhicules,
la région Rhône-Alpes à celui des stations, avec le
concours de fonds européens.
Coordonné par le pôle de compétitivité Tenerrdis,
dédié aux nouvelles technologies de l’énergie, HyWay
a franchi une étape majeure en 2015 avec la livraison
de la station de recharge et de 21 premiers véhicules
à Grenoble qui accueille ainsi la plus grande flotte de
véhicules à hydrogène d’Europe. Un même nombre
d’utilitaires roulera à Lyon et 10 autres entre les
deux villes.
Prochaine étape : la construction par SymbioFCell
d’une unité de production à Grenoble avec l’appui
de son actionnaire Michelin. L’objectif : pouvoir
livrer en 2016 un millier de piles à combustibleprolongateurs d’autonomie pour le marché français
et l’exportation.
Utilitaires, camions, vélos :
La Poste roule à l’hydrogène
À la tête de la première flotte mondiale de véhicules
électriques avec 5.000 Renault Kangoo ZE, 3.000
tricycles et quads et 20.000 vélos à assistance électrique,
La Poste mise sur l’hydrogène pour améliorer l’autonomie
et les conditions de travail des postiers.
Dix quads à hydrogène MobyPost sont testés dans
le Doubs et le Jura. Les centres postaux, équipés
de panneaux solaires, produisent eux-mêmes par
électrolyse l’hydrogène nécessaire.
La Poste expérimente aussi en Franche Comté et en
Rhône-Alpes des HyKangoo, Kangoo ZE, équipés de
prolongateur d’autonomie H2 SymbioFCell : cette pile
à combustible à hydrogène double l’autonomie des
utilitaires qui peuvent ainsi parcourir 320 km par jour.
En 2015, La Poste s’est associée à Renault Trucks pour
évaluer durant un an, à Dole, un Maxity électrique de 4,5
tonnes à prolongateur d’autonomie SymbioFCell, une
première mondiale. Capable de rouler 200 km par jour
sans bruit ni émission polluante, ce camion est parfait
pour la distribution urbaine.
La Poste essaie enfin à Bayonne et Anglet différents
modèles de vélos à assistance électrique propulsés par
des piles à combustible à hydrogène.
1 kg H2 = 100 km en voiture
7 stations H2 opérationnelles fin 2015
à Albi, Dole, Grenoble, Ivry-sur-Seine, Lyon, Luxeuil et Saint-Lô.
Plus de 20 prévues à fin 2016.
La Manche,
démonstrateur
territorial de l’économie
de l’hydrogène
C’est l’ambition du Conseil départemental qui a
inauguré en 2015 à Saint-Lô la première station
Air Liquide de recharge d’hydrogène appartenant à
une collectivité locale.
Elle alimentera ses 5 Kangoo ZE à prolongateur
d’autonomie fournis par SymbioFCell. Deux autres
stations devraient suivre pour recharger les 40
véhicules à hydrogène programmés et les 5 premiers
bus à hydrogène attendus en 2017 par la communauté
urbaine de Cherbourg.
Ces bus font partie du projet européen 3Emotion de
mise en service de 21 bus à hydrogène à Londres,
Rome, Rotterdam et Cherbourg.
Enfin, une subvention de 4 millions d’euros, sur un
montant total de 8 millions d’euros, a été accordée en
2015 au projet EAsHyMob coordonné par SymbioFCell.
Ce projet doit permettre d’installer 15 stations de
recharge d’hydrogène en Basse-Normandie entre
2015 et 2018.
Le Conseil départemental, qui souhaite soutenir aussi
la construction d’un bateau de pêche à hydrogène,
a créé parallèlement West Energies, une société
d’économie mixte dédiée aux énergies renouvelables.
West Energies vise notamment la réalisation de 2 à 3
unités de production d’hydrogène décarboné d’ici 2025
pour valoriser les excédents d’électricité produits par les
capacités éoliennes et marines en développement.
HyTrac : un projet pour
les véhicules lourds
Lancé en juillet 2015, HyTrac rassemble les meilleurs
spécialistes français de l’électronique de puissance
et des technologies hydrogène pour développer une
nouvelle chaîne de traction de forte puissance zéro
émission pour les bus, camions de livraison, engins de
chantier et véhicules spéciaux.
Cette solution est basée sur une pile à combustible,
un stockage d’hydrogène embarqué et une production
d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables.
Huit industriels 15, deux laboratoires et quatre pôles
de compétitivité sont mobilisés. Porté par l’entreprise
vendéenne Tronico, ce projet de 26 millions d’euros
sur quatre ans, est financé à hauteur de 10,8 millions
d’euros par Bpifrance dans le cadre du Programme
d’investissement d’avenir.
Et ailleurs ?
Photo : Pierre MAYET
24
Aux États-Unis, Apple, Adobe, eBay ou encore Microsoft misent sur les énergies
renouvelables et les piles à combustible pour leurs data centers.
L’opérateur mondial Equinix entend même convertir à terme tous ses centres aux piles
à combustible alimentées au biogaz.
15 Symbio FCell, GreenGT,Raigi, AdVenta, McPhy Energy, CEA, CNR, Vinci
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APPLICATIONS
: les
en France en 2015
L’hydrogène
en France
| enavancées
2015
Le vélo à hydrogène :
une nouvelle solution
de mobilité
L’hydrogène en France | en 2015
Chariots élévateurs :
des entrepôts aux tarmacs
L’Alpha, présenté en octobre 2015 au salon mondial
des transports intelligents ITS à Bordeaux, sera
le premier vélo au monde équipé d’une pile à
combustible à hydrogène produit en série.
Conçu par le spécialiste des petites piles Pragma
Industries, installé à Biarritz, il offre 100 à 130 km
d’autonomie en une seule charge, soit deux à trois
fois plus qu’une batterie classique. Son réservoir
d’hydrogène sous pression permet de connaître à
tout instant l’autonomie restante, au kilomètre près.
Le vélo se recharge en moins d’une minute grâce aux
stations spécialement conçues par Atawey.
La nouvelle plateforme du prestataire logistique fruits
et légumes Prélocentre à Saint Cyr-en-Val (Loiret) est la
première d’Europe équipée à 100 % de chariots à piles à
combustible : 35 au total.
NavHybus
Une navette fluviale propulsée par deux piles à
combustible, est testée par le réseau de Transports
Publics de Nantes.
Sécuriser l’alimentation
d’applications critiques
…ou d’appareils nomades
Groupes électrogènes de secours pour sécuriser l’alimentation des serveurs
informatiques ou des hôpitaux, piles à combustible et recharges hydrogène
portables pour assurer l’autonomie de ses appareils portables loin des sentiers
battus : autant de marchés porteurs pour l’hydrogène et les piles à combustible.
Air Liquide assure leur alimentation en hydrogène ainsi
que la maintenance du stockage extérieur et de la station
de recharge.
De son côté, Dassault Aviation a présenté en juin 2015,
au Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace
au Bourget, une nouvelle génération de chariot élévateur
d’armement alimenté par une pile à combustible à
hydrogène.
L’avionneur étudie également l’intérêt des piles à
combustible pour des applications embarquées.
Crédit : Dassault Aviation
Marchés visés : les flottes captives dans un premier
temps, à commencer par La Poste qui va tester l’Alpha
pendant 3 ans.
70 % d’économie
de carburant
pour les chalutiers
Du courant stable,
sûr et propre pour
les télécoms et les
centres de données
Des réserves d’énergie
à emporter partout
Des piles à combustible assurent l’alimentation de
nombreuses antennes relais, souvent situées dans
des lieux très isolés.
La technologie brevetée par l’entreprise iséroise
PaxiTech leur assure un fonctionnement simplifié : de
l’air, de l’hydrogène et le système produit instantanément
de l’électricité.
Outre leur fiabilité, de la production d’hydrogène à
l’utilisation, elles permettent de réduire les émissions
de CO2 par rapport à un groupe électrogène :
le gain atteint 35 tonnes de CO2 par an pour une pile à
combustible PEM de 2,5 kW 16.
Accroître l’autonomie des appareils portables et réduire
leur empreinte carbone : c’est possible avec les piles à
combustible.
Adaptables à différentes tailles, ces piles à combustible
s’intègrent aussi bien dans des chargeurs USB de
quelques watts que dans des groupes électrogènes de
secours de quelques centaines de watts.
Air Liquide a déployé des piles à combustible sur plus
de 100 sites télécom dans le monde en cinq ans.
Elles s’utilisent à l’air libre comme en milieu confiné, sans
bruit, sans émission, sans chauffer.
La sécurité d’alimentation des centres de données
et la réduction de leurs émissions font aussi l’objet
de toutes les attentions. Les piles à combustible
apportent des solutions. Des entreprises comme
McPhy Energy associée à Electro Power Systems se
sont positionnées sur ce marché.
Associées à des réservoirs à hydrogène ultralégers,
ces solutions portables permettent aux utilisateurs de
recharger partout leurs équipements portables.
C’est la performance de la motorisation hybride dieselhydrogène développée par le chantier naval breton
Luxury Sea. L’hydrogène est produit sur le navire par
électrolyse d’eau de mer.
Source : Wikipedia
Et ailleurs ?
Crédit : NavHybus
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Le développement d’infrastructures de distribution d’hydrogène conditionne celui
des véhicules. Le Danemark est le premier pays d’Europe à disposer d’un réseau de
recharge public à l’échelle nationale.
L’Allemagne ambitionne 400 stations d’ici 2023.
16 Source : Air Liquide
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28
L’hydrogène en France | en 2015
Cartographie des projets
hydrogène en France
Cette base documentaire a pour objet le recensement des projets et réalisations
hydrogène/piles à combustible dans les territoires.
Retrouvez cette base documentaire sur le site de l’AFHYPAC.
> www.afhypac.org
iLs sont Membres de l’Afhypac
Grandes entreprises, PME-PMI, organismes de recherche,
laboratoires, universités, écoles, centres techniques, utilisateurs
et clients, associations, collectivités territoriales, pôles de
compétitivité, experts et citoyens engagés : ils font progresser
les solutions hydrogène au bénéfice de la transition énergétique,
de la croissance économique et de la qualité de vie.
FR CNRS 3539
33
adhérents
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