RAPPORT D`ACTIVITÉS DE LA FRANCE SUR L
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RAPPORT D`ACTIVITÉS DE LA FRANCE SUR L
RAPPORT D’ACTIVITÉS DE LA FRANCE SUR L’HYDROGÈNE ET LES PILES À COMBUSTIBLE Période juin 2012 à novembre 2014 Edité et publié par l’AFHYPAC Avec le soutien de l’ADEME Pascal Mauberger Président de l’AFHYPAC C es deux dernières années, et plus encore depuis la remise du Rapport de l’OPECST du Sénateur Pastor et du Député Kalinowski au Ministre Montebourg en janvier 2014 à Albi, les signes favorables au développement de la filière hydrogène et piles à combustible en France se sont multipliés. Le lancement du Plan “Autonomie et puissance des batteries, stockage de l’Energie” en est un exemple ainsi que l’intégration de l’hydrogène et des piles à combustible dans le projet de Loi de Transition Energétique pour la croissance verte. Je me permets de croire que les actions concertées de l’AFHYPAC et de ses membres n’y sont pas étrangères. Grâce au soutien de l’ADEME et de ses membres, l’AFHYPAC poursuit, en effet, sa mission d’animation de la filière industrielle française et accentue les moyens mis en commun pour gagner en visibilité, faire connaître les technologies et les acteurs de la filière hydrogène, accélérer le déploiement de ces technologies en France et à l’étranger. Les actions phares de 2014 vont se poursuivre en 2015 : 1. Contribuer à lever les verrous qui freinent les projets de démonstration et de déploiement en France et influer sur le cadre réglementaire en animant les groupes de travail sur la Réglementation (Production, Distribution, Garanties d’origine Hydrogène renouvelable) et en portant la doctrine de l’AFHYPAC sur le cadre réglementaire adaptable aux systèmes hydrogène et piles à combustible auprès de la Direction Générale de la Prévention des Risques. 2. Communiquer sur les enjeux de la filière, sur les bénéfices et les caractéristiques des technologies en diffusant l’information auprès du grand public, des décideurs comme les élus, les collectivités, les pouvoirs publics ainsi qu’auprès des partenaires de la filière. Les outils de l’AFHYPAC sont le site internet de l’association, les fiches techniques accessibles à tous, la gazette de l’hydrogène, la participation à des salons et colloques, le rapport d’activités France. 3. Faciliter la concertation sociétale autour des objectifs nationaux et des initiatives locales en animant le groupe de travail Hydrogène dans les territoires qui rassemble les acteurs locaux et aide à développer des actions et des supports communs (étude H2 dans les territoires, colloque “H2 dans les territoires”). De nombreux territoires ont perçu en France l’importance de ce vecteur énergé- tique pour leur développement économique et la maîtrise du schéma énergétique local. Les Journées Hydrogène dans les territoires tenues ces 22 et 23 septembre à Belfort l’ont montré avec une dizaine de régions qui ont présenté leurs projets devant plus de 200 participants réunis pendant ces deux jours 4. Enfin l’étude Mobilité Hydrogène France menée par 25 partenaires fédérés par l’AFHYPAC a livré ses résultats le 3 octobre 2014 et dévoilé son plan de déploiement de véhicules électriques à hydrogène et de stations de recharge en France. Le plan établi par le consortium commence dès 2015, avec comme première étape, une mise en circulation 2014 : progressive de flottes captives et l’installation de stations de remannée charnière plissage proches de ces flottes pour la filière afin de constituer des “clusters”. Hydrogène et Ceci constitue la singularité de l’étude française par rapport Piles à combustible aux études anglaises et alleen France mandes menées auparavant. Et pour l’AFHYPAC La filière française est parvenue à un moment important de son développement et a aujourd’hui besoin que le Gouvernement affiche une volonté politique forte en faveur de l’hydrogène, vecteur de la transition énergétique, en contribuant à créer les conditions du développement de nouveaux marchés de l’hydrogène énergie, en donnant leur place aux initiatives locales dans les territoires, tendant ainsi vers une nouvelle gouvernance territoriale de l’énergie. Tous ces éléments pourraient être intégrés dans le cadre de la future Loi sur la transition énergétique pour la croissance verte et soyez assurés de la mobilisation de l’AFHYPAC pour mener à bien ses missions et agir pour la valorisation de notre filière. La lecture de ce rapport d’activités 2013-2014 fait le point sur les avancées des acteurs de la filière et des différentes applications et devrait donc conforter les lecteurs sur la maturité des technologies et l’intérêt qu’elles représentent pour la réussite de la transition énergétique de notre pays. Bonne lecture à tous ! ! Paul Lucchese Rédacteur en chef du rapport d’activités Vice Président de l’AFHYPAC D epuis la sortie du dernier rapport d’activités en 2012, d’une bonne coordination des efforts entre niveaux locaux et beaucoup de signaux positifs ont été émis en France nationaux, entre les Etats, entre sphère publique et sphère sur l’hydrogène et la pile à combustible. Il était temps ! A privée, entre citoyens, consommateurs et entreprises. Pour l’heure où trois des économies majeures dans le monde, les pays européens, il se rajoute l’enjeu d’un dépassement celles de l’Allemagne, du Japon et de la Corée ont une strades intérêts particuliers nationaux pour construire une véritégie nationale de développement d’ici 2030 de la mobilité table Europe de l’Energie. hydrogène, associant public et privé avec un plan d’actions Les technologies Hydrogène et piles à combustible sont et des financements associés, à l’heure où Toyota vient de parfaitement à l’aise au sein de ces enjeux climatiques. En dévoiler la première automobile grand public hydrogène effet le moteur principal de leur développement depuis pile à combustible disponible à la vente en décembre 2014 deux décennies est la diminution des émissions de CO2, noau Japon, la France a lancé plusieurs actions significatives tamment pour les transports décarbonés mais aussi pour le qui lui permettent de rester dans la course, avec les résuldéveloppement de la part des énergies renouvelables. L’hytats originaux et étayés de l’étude Mobilité Hydrogène drogène émergera alors comme un second vecteur énerFrance, avec l’instruction du plan de la Nouvelle France gétique, en complément de l’électricité et au cœur d’un Industrielle sur l’hydrogène ou encore par les nouveau système énergétique intelligent européen. nombreuses initiatives et projets en cours au niveau local. Le rapport de l’OPECST a été Ce rapport d’activités 2012-2014 est le deuxième également un jalon capital dans la prise de de ce format en France après la première puconscience de l’importance de ce doblication début 2012. Il a pour ambition de Un moment-clé maine. Malgré cela il reste du chemin à contribuer à faire connaitre ces technolofaire et ces technologies restent encore gies et ces acteurs de premier plan- grands pour l’hydrogène mal connues en France, comme l’atteste groupes, PME, start-up et centres de rela publication cette année de la note de en France cherche. Il montre que la France obtient des France Stratégie. Il nous faut donc contirésultats et que de plus en plus de collectivinuer et persévérer dans la pédagogie, l’extés locales s’approprient ce thème et l’intègrent plication et donner beaucoup plus de visibidans leurs axes stratégiques de développement. lité à nos actions. Ce rapport a été bâti sur des informations ouvertes, Mais en cette fin d’année 2014, la grande question qui informations de veille notamment, les gazettes de l’hydrova occuper toute l’année prochaine au niveau mondial sera gène, mais aussi de différentes veilles régionales (Mission la question du changement climatique et la capacité des Hydrogène Pays de Loire), des actions de nos membres, de nations à s’entendre sur un accord de portée globale qui veille Internet et sur des informations issues d’un questionpermettre d’éviter le pire à la planète à savoir un réchaufnaire envoyé à chacun des acteurs. Nous sommes dans un fement très important qui bouleverserait de façon durable processus permanent d’amélioration, et nous attendons des et inégale l’économie mondiale pendant des décennies. Le acteurs encore plus d’interactions et de participations pour dernier rapport 2014 du GIEC ne fait que confirmer scienles éditions ultérieures. tifiquement ce scénario que l’on souhaite éviter. La réducJe tiens donc à remercier tous les participants qui ont rétion des gaz à effet de serre, et notamment le CO2, va donc pondu à notre questionnaire ainsi que Alphea, en particulier prendre le pas sur tout autre enjeu stratégique dans les proAline Rastetter et ses collègues, pour sa base de données chains mois. Le point d’orgue sera la Conférence de Paris en de veille, et bien entendu l’équipe de l’AFHYPAC, notre décembre 2015, la COP21 où l’obtention d’un accord signifiprésident Pascal Mauberger, et le Bureau ainsi que Frédécatif est indispensable. ric Prouteau, Thierry Alleau, Claude Derive et Stéphanie Une grande partie de la solution sera technologique, les Paysant pour leur contribution essentielle à ce rapport. technologies sont à notre portée, la ressource renouvelable Je tiens à remercier en particulier l’ADEME pour les informaest là, prête à être utilisée et sur-dimensionnée par rapport tions recueillies et pour son soutien financier et logistique à nos besoins, même avec une planète de 10 milliards d’insans lequel ce rapport n’aurait pas pu voir le jour. dividus. Toute la question est dans le timing des investissements, la cohabitation du business as usual avec le déploie ment initialement coûteux des nouvelles technologies et CHAPITRE 1 Le contexte énergétique français CHAPITRE 2 Le programme national et les actions stratégiques 16-29 CHAPITRE 3 Principaux résultats et faits marquants par domaine d’application : 1. Marchés précurseurs 2. Transports 3. Applications stationnaires résidentielles ou décentralisées 4. Hydrogène et EnR 5. Applications portables 6. Domaines transversaux 32-35 36-42 43-44 45-49 50 51-53 CHAPITRE 4 Activité annuelle et résultats principaux par acteur : 1. R&D 2. PME et start‐-up 3. Grands groupes 56-61 62-69 70-74 CHAPITRE 5 Les programmes et initiatives à l’échelle locale 76-85 CHAPITRE 6 Prospective, évaluation technico‐-économique/feuille de route 86-89 CHAPITRE 7 Activité de la France dans les organisations internationales 90-104 8-15 ANNEXES AFHYPAC : bilan de l’activité 105-108 RÉFÉRENCES109 BILAN GDR ACTHYF (2010-2013) 110 BILAN GDR PACS (2010-2013) 111 Page 8 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français CHAPITRE 1 LE CONTEXTE ÉNÉRGÉTIQUE FRANÇAIS Page 9 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français 1.1 Loi de transition énergétique La transition énergétique de demain, c’est aujourd’hui Réduction de la part du nucléaire, rénovation des bâtiments, essor de la voiture électrique et des énergies renouvelables, recyclage des déchets... les députés ont adopté, le 14 octobre 2014, le projet de loi sur la transition énergétique. Le texte doit maintenant être examiné par le Sénat à une date non encore définie pour une adoption définitive prévue au printemps 2015. A près son élection comme Président de la République le 5 mai 2012, François Hollande a repris les objectifs des précédents gouvernements (facteur 4 notamment) et a fixé les grandes lignes de la politique de transition énergétique symbolisée par deux nouveaux objectifs chiffrés et controversés : réduire notre consommation énergétique finale de 50% d’ici 2050 et réduire la part du nucléaire dans la production électrique à 50 % à l’horizon 2025. Par ailleurs en 2014 il est apparu un objectif de diminution de 30% de la consommation d’énergie fossile en 2030. Cette loi a été précédée d’un grand débat national et régional de huit mois en 2013, dont les conclusions ont été remises au gouvernement le 18 juillet 2013 par le Conseil National du débat sur la transition énergétique de la France. Ces conclusions ont fait une synthèse des débats qui se sont engagés sur le plan national et régional après la conférence environnementale de septembre 2012. On peut noter que les transports d’une part et les aspects européens ont été très peu présents dans ce débat. L’hydrogène n’a quasiment pas été abordé de ce fait, sauf ponctuellement dans un ou deux débats régionaux. Suite à cette synthèse, la loi de transition énergétique reprend les acquis précédents et notamment ceux des Grenelle de l’environnement organisés par son prédécesseur (à l’exclusion de la politique nucléaire) et intègre les nouveaux objectifs. Absent totalement du projet de loi présenté par le gouvernement fin juillet, l’hydrogène est maintenant présent dans quelques articles directement ou indirectement (voir le chapitre 2 pour les détails). Page 10 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français Les objectifs de la loi : • Réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40 % entre 1990 et 2030 et diviser par quatre les émissions de gaz à effet de serre entre 1990 et 2050 (déjà inscrit auparavant). • Réduire la consommation énergétique finale de 50 % en 2050 par rapport à la référence 2012, en visant un objectif intermédiaire de 20 % en 2030. Cette dynamique soutient le développement d’une économie efficace en énergie, notamment dans les secteurs du bâtiment et du transport. • Réduire la consommation énergétique primaire des énergies fossiles de 30 % en 2030 par rapport à la référence 2012. • Porter la part des énergies renouvelables à 23 % de la consommation finale brute d’énergie en 2020 et à 32 % de cette consommation en 2030. • Réduire la part du nucléaire dans la production d’électricité à 50 % à l’horizon 2025. • Créer un objectif de performance énergétique de l’ensemble du parc de logements à 2050. • Lutter contre la précarité énergétique. • Affirmer un droit à l’accès de tous à l’énergie sans coût excessif au regard des ressources des ménages. Deux priorités : bâtiments et transports 1. Rénovation énergétique des bâtiments C’est le grand chantier de la loi, ce secteur représentant à lui seul près de la moitié de la consommation énergétique de la France. La feuille de route prévoit de “rénover énergétiquement 500 000 logements par an à compter de 2017, dont au moins la moitié est occupée par des ménages modestes.” ; un objectif annoncé depuis 2012, mais jusqu’ici très loin d’être tenu. En outre, l’ensemble du parc immobilier devra être rénové aux normes “bâtiment basse consommation” d’ici à 2050, sur un amendement de la députée écologiste Cécile Duflot, ex-ministre du logement. Quant aux nouveaux bâtiments publics, ils devront afficher une “exemplarité énergétique” et être “chaque fois que possible à énergie positive”. La performance énergétique fera désormais partie des critères de décence des logements. Un “carnet numérique de suivi et d’entretien du logement” est mis en place pour toutes les constructions neuves à compter de 2017, afin d’aider les ménages dans leur démarche de rénovation. Un fonds de garantie est créé pour faciliter le financement des travaux de rénovation énergétique. Les foyers modestes en situation de précarité énergétique recevront un “chèqueénergie” pour les aider à payer leurs factures, ce dispositif se substituant aux actuels tarifs sociaux. 2. Des transports plus “propres” Ce secteur est le premier émetteur de gaz à effet de serre (27 %). Pour y remédier, les flottes de l’Etat et des établissements publics devront intégrer, lors de leur renouvellement, au moins 50 % de véhicules électriques ou hybrides rechargeables, ou à faible niveau d’émission de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques. Les loueurs d’automobiles, ainsi que les sociétés de taxis et de voitures avec chauffeurs devront eux aussi acquérir au moins 10 % de véhicules “propres” avant 2020. Pour les particuliers, une prime au remplacement d’un véhicule diesel par un véhicule bénéficiant du bonus écologique est introduite. A partir de 2018, dans le périmètre d’un plan de déplacements urbains, toute entreprise de 100 salariés ou plus devra élaborer un plan de mobilité encourageant “l’utilisation des transports en commun et le recours au covoiturage”. Parallèlement, 7 millions de bornes de recharge pour véhicules électriques ou hybrides seront déployées d’ici à 2030, sur “des places de stationnement accessibles au public”. Pour favoriser aussi le cycle, le principe d’une “indemnité kilométrique vélo” versée par l’employeur est généralisé, son montant devant être fixé par décret. 3. Les filières renouvelables encouragées La part des énergies vertes doit plus que doubler d’ici à 2030. Elles fourniront alors 40 % de l’électricité, 38 % de la chaleur et 15 % des carburants. Toutes les filières sont concernées. Aux côtés de l’éolien, du solaire, du bois ou des énergies marines, 1 500 projets de méthanisateurs sont prévus. Les procédures seront simplifiées pour raccourcir les délais de réalisation. Un nouveau mécanisme de soutien aux filières renouvelables est instauré, sous forme d’un “complément de rémunération” versé aux producteurs mettant leur électricité en vente sur le marché, dans le cadre d’un contrat conclu avec EDF. Les exploitants bénéficiant des actuels tarifs d’achat garantis ne peuvent en bénéficier. Un appel à projet est lancé pour la création de 200 territoires à énergie positive, qui s’engagent “dans une trajectoire permettant d’atteindre l’équilibre entre la consommation et la production d’énergie à l’échelle locale”, en visant le déploiement des renouvelables. Les citoyens pourront y être associés. Page 11 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français 1.2 Programme des Investissements d’Avenir La transition écologique en pole position Le PIA 1 lancé par le président Sarkozy en 2009 a permis d’investir 35 milliards d’euros dans des projets d’avenir pour la France, dont une bonne partie concernait l’énergie. Fort de ce succès, le gouvernement a débloqué 12 milliards d’euros supplémentaires au programme des investissements d’avenir (PIA 2) décidé en juillet 2013. A la suite de l’annonce par le Premier Ministre du plan “Investir pour la France”, le 9 juillet 2013, le Gouvernement a proposé dans le cadre du projet de loi de finances pour 2014, le financement d’un deuxième programme d’investissements d’avenir (ou “PIA 2”), d’un montant de 12 milliards d’euros. Ces 12 milliards d’euros seront investis entre 2014 et 2024. Ce programme, désormais approuvé par le Parlement, s’ajoute aux 35 milliards d’euros du premier programme voté en 2010 (PIA 1). Le PIA représente donc désormais un programme d’investissement public de 47 milliards d’euros au total. Le PIA est géré par le CGI Commissariat général aux investissements, présidé actuellement par Louis Schweitzer et replacé récemment en interministériel sous l’autorité directe du Premier Ministre. Le nouveau programme PIA 2 vise à atteindre les objectifs principaux que sont le rétablissement de la compétitivité et la transition écologique sur l’ensemble des territoires. Pour ce faire, il permettra le financement de projets innovants conduisant à la création de valeur pour la collectivité et la création d’emplois dans des filières d’avenir. Le PIA 2 est plus orienté vers l’aval de la chaîne de valeur. Il est marqué par une forte proportion de financements en fonds propres car moins d’un tiers des crédits seront versés sous forme de subvention. Le PIA servira notamment les priorités de la politique industrielle de la France au titre de la NFI (Nouvelle France Industrielle) constitué actuellement par 34 plans industriels. La transition écologique et énergétique est au cœur du nouveau programme d’investissement du gouvernement. Ainsi, au-delà de la part très significative des investissements qui seront directement consacrés à la transition écologique, plus de la moitié des investissements sera soumis à des critères d’éco conditionnalité. Sur les 12 milliards prévus, 2,3 milliards iront à “la transition énergétique, rénovation thermique et ville de demain”. On peut noter que d’autres priorités comme la recherche, l’innovation pour une industrie durable, l’économie numérique peuvent indirectement intégrer des financements pour le soutien à la transition énergétique. L’hydrogène est concerné potentiellement par la plupart des axes et mesures du PIA volet Energie. Les programmes spécifiques concernant “L’écologie, développement et mobilités durables” captent 1,94 milliards d’euros selon la répartition suivante : • Programme n°403 Innovation pour la transition écologique et énergétique (avec l’ADEME comme opérateur) : 1,10 Md€. Page 12 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français • Programme n°404 Projets industriels pour la transition écologique et énergétique (piloté par l’EPIC BPIGroupe) : 0,470 Md€. • Programme n°414 Villes et territoires durables (piloté par ANRU et CDC) : 0,370 Md€. Le programme 403 de soutien à la RechercheDéveloppement s’articule autour de deux axes : • Action démonstrateurs de la transition écologique et énergétique avec un avenant ou une nouvelle convention Etat-ADEME de 800 millions d’euros. (voir plus loin). • Action transport de demain ; avenant à la convention du programme Véhicule du futur, avec une dotation de 300 millions d’euros et une sélection sur appels à projets. Le programme 404 de soutien à l’industrie s’articule, autour de trois axes : • Conventions spécifiques État ÉPIC BPI-Groupe (ex Oseo). • Action Usine sobre (prêts verts) : financement des investissements des PME et ETI (dotation 70 millions d’euros, en garantie d’une enveloppe de 340 millions d’euros). • Action Projets industriels pour la transition écologique et énergétique : dotation de 400 M€, sélection sur appels à projets ou de gré à gré. Les PIA 1 et 2 engagent 10 ITE (Instituts de Transition Energétique) sur des thématiques Energie au sein desquels l’hydrogène est présent pour la plupart : • L’Institut national pour le développement des écotechnologies et des énergies décarbonées (INDEED) à Lyon (Rhône), labellisé par les pôles Axelera, Tenerrdis, Plastipolis, Trimatec, LUTB, Viaméca ; • Picardie innovations végétales, enseignements et recherches technologiques (PIVERT), à Venette (Oise) • France Energies Marines à Brest (Bretagne) labellisé par les pôles Mer Bretagne et Mer PACA, dans le domaine des énergies marines renouvelables, qui bénéficiera d’une dotation de 34,3 millions d’euros ; • Greenstars dans le bassin de Thau (LanguedocRoussillon) labellisé par les pôles Mer PACA, Trimatec et IAR, dans le domaine des bio algues, qui bénéficiera d’une dotation de 23,8 millions d’euros ; • L’Institut français des matériaux agro-sourcés (IFMAS) à Villeneuve d’Ascq (Nord-Pas-de-Calais) labellisé par le pôle MAUD, dans le domaine de la chimie verte, qui bénéficiera d’une dotation de 30,8 millions d’euros ; • L’Institut photovoltaïque d’Ile-de-France (IPVF) à Saclay (Ile-de-France) labellisé par le pôle Advancity, dans le domaine du photovoltaïque de troisième génération, qui bénéficiera d’une dotation de 18,1 millions d’euros ; des Ponts et Chaussées et l’Ecole Spéciale des Travaux Publics, du Bâtiment et de l’Industrie. Efficacity bénéficie d’un budget de 55 M€ dont 15 M€ du PIA ; • Supergrid à Villeurbanne (Rhône-Alpes), dans le domaine des réseaux électriques haute et très haute tension, qui bénéficiera d’une dotation de 72,6 millions d’euros ; • PS2E Saclay sur l’efficacité énergétique des zones industrielles, dont les fondateurs sont EDF, CEA Air Liquide Ecole centrale, Mines, Total, Université Paris Sud, Fives cryogénie est doté de 19 M€ du PIA ; • Geodenergies à Orléans (Centre) labellisé par les pôles Avenia, S2E2, Capenergies, Dream dans le domaine des technologies du sous-sol, qui bénéficiera d’une dotation de 15,9 millions d’euros ; • • L’Institut véhicule décarboné et communicant et de sa mobilité (Védécom) à Satory (Ile-de-France) labellisé par le pôle Mov’eo, dans le domaine des transports terrestres et de l’éco mobilité, qui bénéficiera d’une dotation de 54,1 millions d’euros ; INEF 4 Bordeaux sur la construction et réhabilitation durable, 28 millions d’euros seront engagés sur 5 ans, dont 7 millions du PIA, 5 membres fondateurs, Nobatek (centre de ressources technologiques en construction et aménagement durables), l’Université de Bordeaux (et ses laboratoires), le Conseil Régional d’Aquitaine, l’Institut FCBA (outil technique national des filières forêt, bois, construction et ameublement) et Promodul (association d’industriels pour la performance et le confort thermique), • INES 2 sur le solaire et le photovoltaïque, porté par le CEA et doté d’une subvention consomptible de 39 M€ : • Efficacity dédié à la transition énergétique dans les villes, regroupe six industriels (EDF R&D, GDF SUEZ, RATP, Veolia Environnement, Vinci Construction France, Compagnie IBM France), sept sociétés d’ingénierie (ABMI, Arcadis, Assystem, Ingérop, Safege, Setec et Beterem) et 15 structures académiques dont le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), l’Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris, l’Ecole Nationale A noter que les IRT M2P (Matériaux Lorraine), Jules Verne (Nantes,manufacturing et matériaux) plus ceux sur l’aéronautique AESE Toulouse) et le rail Railenium (Lille) ont une composante importante sur des projets Energie. Enfin 4 PSPC (Projet Structurant des Pôles de Compétitivité) ont développé 12 projets sur les Véhicules du futur et démonstrateurs de véhicules. 1.3 Les AMI (Appel à manifestation d’intérêt) de l’ADEME En avril 2014, l’ADEME a déjà alloué 1 milliard d’euros sur les 2,45 qui lui ont été confiés par le Commissariat général à l’Investissement au titre du PIA. Avec 66% des sommes allouées, les grandes entreprises sont les premières bénéficiaires du programme. A ssociant plus de 2 000 entités, plus de 575 projets ont été soumis aux 35 appels à manifestation d’intérêt (AMI) lancés par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) entre 2010 et fin 2013 dans le cadre des quatre programmes “Investissements d’avenir” qui lui ont été confiés par le Commissariat général à l’Investissement. Au total, l’ADEME gère 2,45 milliards dans le cadre du programme. Tel est le tableau général qui ressort du bilan des AMI publié jeudi 17 avril par l’ADEME. Les quatre programmes sont les énergies décarbonées et la chimie verte, les véhicules et la mobilité du futur, les réseaux électriques intelligents et l’économie circulaire. L’objectif des AMI est de “soutenir la réalisation d’expérimentations préindustrielles, de démonstrateurs de recherche, ou de premières industrielles dans les domaines des énergies renouvelables et de la chimie verte, des véhicules et de la mobilité du futur, des réseaux électriques intelligents et de l’économie circulaire”, rappelle l’Agence. “Les entreprises bénéficiaires [participant aux 139 projets lauréats regroupant 759 bénéficiaires directs] prévoient un chiffre d’affaires induit de plus de 10 milliards d’euros et plus de 10.000 emplois directs à l’horizon 2020”, avance l’ADEME. Le programme “démonstrateurs et plateformes technologiques en énergies renouvelables et décarbonées et chimie verte”, doté de 1,125 million d’euros, rassemble dix thématiques pour promouvoir de nouvelles solutions de production d’énergies renouvelables (énergies solaires, énergie éolienne, énergies marines et géothermie), pour développer les bio ressources et pour traiter les principaux enjeux énergétiques, et notamment le bâtiment, le stockage de l’énergie, l’hydrogène et les procédés industriels et captage, stockage et valorisation du CO2. Le programme “véhicule du futur” bénéficie de 950 millions d’euros à répartir sur sept thématiques dédiées : les véhicules électriques et leurs infrastructures de recharge, la motorisation hybride et thermique, l’allègement des véhicules, les véhicules lourds, la mobilité et la logistique, les transports ferroviaires et les navires du futur. L’AMI “chaîne de traction” a permis de sélectionner six projets, pour un budget total de 693 millions d’euros, dont 207 millions apportés par le programme. Parmi les 21 thématiques soutenues par les Investissements d’Avenir de l’ADEME, figurent “le vecteur hydrogène” et “le stockage de l’énergie”, considérés comme “filière émergente”, c’est-à-dire des domaines dynamiques et très risqués. Le PIA permet l’émergence de projets structurants et de nouveaux acteurs. Page 13 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français 1.4 Nouvelle France Industrielle (NFI) 12 PIA énergie L ancés le 12 septembre 2013 par François Hollande et son ministre Arnaud Montebourg, les 34 plans de reconquête industrielle, dont la liste a été sélectionnée suite à une étude confiée à un cabinet de consultants, ont pour but de “dessiner la France industrielle de demain et la hisser au meilleur niveau de la compétition mondiale des filières les plus prometteuses. Et réinventer son récit industriel, construire une offre industrielle nouvelle, compétitive, capable de regagner les marchés perdus et d’en gagner de nouveaux” selon les termes du gouvernement. L’objectif est entre autres de créer ou préserver 480 000 emplois. Après une instruction de plusieurs mois toutes les feuilles de route ont été validées le 9 juillet 2014 en présence du Président de la République. Les plans entrent maintenant dans une phase de déclinaison en plans d’actions et propositions de financements, dont le PIA pourrait être un des outils. Parmi les 34 PIA, 12 concernent les thèmes de l’énergie et/ ou la mobilité : Energies renouvelables, Voiture pour tous consommant 2 litres/100km, Bornes électriques de recharge, Autonomie et puissance des batteries, Véhicules à pilotage automatique, Avion électrique et nouvelles générations d’aéronefs, Dirigeables – charges lourdes, TGV du futur, Navires écologiques, Rénovation thermique des bâtiments, Réseaux électriques intelligents, Chimie verte des carburants. Le plan “autonomie et puissance des batteries” s’attache également au développement du vecteur énergétique hydrogène, dont les applications technologiques en matière de fabrication et de stockage d’électricité ou de mobilité électrique sont prometteuses (lire dans le chapitre “Programme national et actions stratégiques”). 1.5 Innovation 2030 Le stockage de l’énergie figure dans les sept ambitions Complément des 34 Plans Industriels d’Avenir mais avec une vision à plus long terme 2030, les sept ambitions retenues par la Commission Innovation 2030 déclinent l’innovation en France à l’horizon 2030. Parmi ces sept ambitions, figure le stockage de l’énergie. L e 18 avril 2013, le Président de la République a mis en place la Commission Innovation 2030, présidée par Anne Lauvergeon, sous l’égide du Ministre du Redressement productif et de la Ministre déléguée chargée des Petites et Moyennes Entreprises, de l’Innovation et de l’Économie numérique. Cette commission s’est appropriée les principaux enjeux du monde de 2030 et a identifié un nombre limité d’opportunités majeures au potentiel particulièrement fort pour l’économie française. A l’issue de ces travaux, sept ambitions ont vu le jour. Elles reposent sur des attentes sociétales fortes, des secteurs en croissance. Ces sept ambitions pourront constituer sept piliers essentiels pour assurer à la France prospérité et emploi sur le long terme. C’est dans cette perspective que l’Etat initie aujourd’hui un Concours Mondial d’Innovation. Son objectif est de faire émerger les talents et futurs champions de l’économie française en les repérant puis en accompagnant la croissance des entrepreneurs français ou étrangers dont le projet d’innovation présente un potentiel particulièrement fort pour l’économie française. A travers ce concours, il s’agit d’encourager les talents d’aujourd’hui pour créer notre richesse collective de demain, que ces talents soient en France ou à l’étranger. Le Gouvernement souhaite ainsi attirer les talents du monde entier pour qu’ils réalisent leurs projets en France. D ans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir et en s’appuyant sur Bpifrance (la banque publique d’investissement), l’État va affecter 300 millions d’euros pour cofinancer des projets innovants portant les 7 ambitions définies par la Commission. Le concours se fait en 3 phases : l’amorçage, clôturée le 15 mai 2014 sélectionnant une centaine de projets dotés individuellement d’une aide de 20 000 €, la phase d’accompagnement dont l’appel à projet est ouvert de octobre 2014 à mars 2015, chaque projet pourra bénéficier d’une aide de Page 14 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français 1 à 3 millions d’euros, enfin la phase de développement et industrialisation dont l’aide pourra atteindre plusieurs dizaines de millions €. Le 11 octobre 2014, la présidente de la commission “Innovation 2030” a rendu son rapport à François Hollande. Sur la base de ce rapport, sept concours mondiaux ont été lancés début décembre pour “attirer toutes les initiatives”, avec mise en œuvre sur le territoire français. Parmi les sept ambitions de la commission en figure un directement sur l’énergie : le stockage de l’énergie. Les principaux projets retenus en octobre 2014 sont : EnerBee : start-up industrielle développant un générateur remplaçant piles et batteries dans les objets connectés grand public et industriels en mouvement. NAWAShell : le projet NAWAShell vise à réaliser des dispositifs de stockage intégrés à des éléments de structures de véhicules ou de systèmes énergétiques. RHyMove : les automobiles à motorisation électrique souffrent clairement d’un manque d’autonomie. Les véhicules à hydrogène utilisant une Pile à Combustible apportent une solution à ce problème. STOLECT : le projet STOLECT vise à démontrer expérimentalement la faisabilité d’une technologie de stockage massif de l’électricité basée sur la conversion thermique. VISA : La société WHYLOT est une jeune start-up créée en 2011 spécialisée en mécatronique qui développe des machines électromagnétiques destinées à plusieurs domaines de l’industrie. ZHYNCELEC : Start-up implantée dans la Drome, développe un procédé innovant de production et stockage d’hydrogène décarboné mettant en jeu le zinc. 1.6 Conférence climatique 2015 à Paris L a France présidera la Conférence des Parties de la Convention cadre des Nations Unies sur les changements climatiques de 2015, du 30 novembre au 11 décembre (COP21/CMP11). C’est une échéance cruciale, puisqu’elle doit aboutir à un nouvel accord international sur le climat, applicable à tous les pays, dans l’objectif de maintenir le réchauffement mondial en deçà de 2°C. Cette conférence devra marquer une étape décisive dans la négociation du futur accord international qui entrera en vigueur en 2020, en adoptant ses grandes lignes, avec, comme objectif, que tous les pays, dont les plus grands émetteurs de gaz à effet de serre - pays développés comme pays en développement - soient engagés par un accord universel contraignant sur le climat. L’accord de 2015 devra être applicable à tous, contraignant, visant à contenir le réchauffement à 2°C, mais en adoptant le principe de différenciation. Ils reconnaissent que “toute une série d’étapes” devront encore être franchies avant de “parvenir à un accord universel et contraignant” fin 2015. La conférence est précédée d’évènements préparatoires ou accompagnants ainsi que de rapports d’experts des Nations Unies, de l’IEA (The International Energy Agency) donnant les éléments techniques, économiques et stratégiques de la négociation. La conférence en juillet “Our common future under climate change” du 7 au 10 juillet sera un point capital avant la COP21. Deux thèmes importants : Quelles seront les technologies ayant un rôle significatif dans la décarbonation de l’énergie ? (Par exemple le projet Deep Decarbonization Pathways sous le patronage de l’ONU et de l’IDDRI indique le potentiel des technologies). Quelles seront les conditions de généralisation et de transfert des technologies vers les pays en développement et émergents avec l’utilisation des fonds verts climatiques ? 1.7 Stratégie Nationale de la Recherche La mobilité et l’énergie reconnues comme des défis sociétaux D écidé par la loi ESR du 22 juillet 2013 et installé le 19 décembre 2013, le Conseil Stratégique de la Recherche arrête des propositions qu’il soumet ensuite au gouvernement. Composé de 23 personnalités scientifiques de haut niveau et de trois élus, il est présidé par le Premier Ministre ou, par délégation, le ministre chargé de la Recherche. Parmi les dix grands défis sociétaux retenus par le CSR, deux concernent l’énergie et la mobilité sous les intitulés suivants : “Une énergie propre, sûre et efficace” et “Mobilité et systèmes urbains durables”. En janvier 2014, 10 ateliers de travail ont été lancés (un par défi) comportant 400 experts afin de faire émerger un nombre limité de priorités. 14 pré priorités ont été retenues parmi lesquelles on peut noter : • Biomasse et biotechnologies : systèmes territoriaux de production, de transformation au service de la transition énergétique et écologique ; • Les territoires, terres de la transition énergétique ; • Ilots urbains à énergie et environnement positifs ; • Technologies et Services pour des Mobilités Durables Intégrées. Ce travail doit aboutir à la finalisation de la SNR (Stratégie Nationale de Recherche) à la fin 2014 avec sans doute le financement de quelques priorités et une cohérence de positionnement avec le volet recherche des autres initiatives (34 plans, 7 défis) et la SNRE Stratégie Nationale de Recherche sur l’Energie. Page 15 - Chapitre 1 - Le contexte énergétique français Page 16 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène CHAPITRE 2 LE PROGRAMME NATIONAL ET LES ACTIONS STRATEGIQUES SUR L’HYDROGENE Page 17 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2013 -2014 LA CONVERGENCE HYDROGÈNE 2013 et 2014 ont constitué pour la filière hydrogène deux années de renforcement, pas seulement dans sa capacité à attirer de nouveaux crédits de recherche ou à développer de nouveaux projets industriels. L’hydrogène, à travers ses applications et sa qualité de vecteur énergétique au bénéfice des énergies renouvelables, s’impose dans les esprits des décideurs. La loi de transition énergétique lui consacre un article et le rapport parlementaire de l’OPECST formule cinq grandes orientations pour soutenir une filière industrielle nationale. L’hydrogène est l’un des 34 Plans industriels d’Avenir autour duquel tous les acteurs de l’hydrogène (industriels et territoires) vont se fédérer. Comme pour mieux souligner à quel point les décisions prises vont dans le bons sens, l’AFHYPAC a rendu publique début octobre 2014 une étude lancée un an plus tôt par Mobilité Hydrogène France, consortium d’acteurs privés et publics, qui conforte les perspectives concrètes et rapides d’un plan de déploiement sur le territoire national. L’étude de l’ADEME sur l’hydrogène vecteur énergétique et les scénarios à l’horizon 2050 définis par l’ANCRE (l’Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l’Energie) convergent sur la nécessité de jouer la carte hydrogène. Seul léger bémol à ce consensus autour de l’hydrogène énergie, la note d’analyse de France Stratégie qui, en insistant sur les feins technologiques et les coûts, s’oppose à l’unanimité des acteurs de la filière. 2.1 De l’hydrogène dans la loi de transition énergétique L’ objectif de ce projet de loi – adopté le 14 octobre 2014 à l’Assemblée nationale - est de contribuer plus efficacement à la lutte contre le dérèglement climatique et de renforcer l’indépendance énergétique de la France en équilibrant mieux ses différentes sources d’approvisionnement. Plusieurs articles de ce projet de loi impactent indirectement l’hydrogène vecteur énergétique, notamment l’article 9 qui préconise l’achat de véhicules propres pour les flottes de véhicules de l’Etat, des collectivités territoriales, des entreprises publiques, des loueurs, ainsi que des sociétés de taxi. 1. La mise en œuvre d’un modèle économique du stockage par hydrogène de l’électricité produite à partir de sources d’énergie 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 ; 2. La mise en œuvre de mesures 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 à hydrogène ; 4. L’adaptation des réglementations pour permettre le déploiement de ces nouvelles applications de l’hydrogène telles que le “power to gas”. L’hydrogène est quant à lui mentionné dans l’article 30 quater : “Dans un délai de six mois à compter de la promulgation de la présente loi, le Gouvernement remet au Parlement un rapport dans lequel il présente l’état de ses réflexions sur l’élaboration d’un plan de développement du stockage des énergies renouvelables par hydrogène décarboné qui porte notamment sur : 2.2 Plan stockage de l’énergie Le stockage de l’énergie propre sera l’une des clés du succès de la transition énergétique, pour sécuriser des sites isolés, soutenir les réseaux, pallier l’intermittence des énergies renouvelables ou permettre une mobilité électrique décarbonée. L e 14 mars 2014, le comité de pilotage de la “Nouvelle France industrielle”, conduit par Arnaud Montebourg, a validé les feuilles de route de cinq des 34 plans industriels, majoritairement dans le transport : le véhicule deux litres aux cent, l’avion et les satellites à propulsion électrique, l’autonomie des batteries et les bornes de recharge. Parmi eux le plan “autonomie et puissance des batteries” intégrera le développement du vecteur énergétique hydrogène. Les grandes lignes et orientations du plan (lire ci- après) conforteront les projets et initiatives de développement et de déploiement d’application du vecteur hydrogène actuellement portés par les industriels de la filière et les collectivités territoriales pionnières. Les premiers jalons de la feuille de route hydrogène ont été posés par l’équipe projet du plan piloté par Mme Florence Lambert directrice du CEA-Liten. L’équipe est composée d’industriels et d’acteurs issus de la recherche (voir l’encadré). Page 18 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène CHEF DE PROJET Florence Lambert est directrice du laboratoire Innovation des Technologies de l’Énergie (LITEN) au Commissariat à l’Énergie atomique et aux énergies alternatives. LES INDUSTRIELS OFFREURS DE SOLUTION Air Liquide, AREVA SE, Bolloré, Forsee Power, McPHY Energy, Michelin, Prollion, SAFT, SOLVAY‐ RHODIA, Zodiac AEROSPACE Ce plan met en avant la complémentarité des batteries et de la pile à combustible pour le stockage d’énergie, pilier de la transition énergétique pour sécuriser des sites isolés, soutenir les réseaux, pallier l’intermittence des énergies renouvelables ou permettre une mobilité électrique décarbonée. Le stockage électrique par voie hydrogène ou électrochimique (batteries) concerne deux filières parallèles mais complémentaires. L’hydrogène associé à une pile à combustible peut répondre aux besoins de stockage flexible et de longue durée avec une charge rapide. Ensemble, ces technologies représentent potentiellement un chiffre d’affaires de 30 milliards d’euros annuel à l’horizon 2030. La France dispose d’acteurs industriels dans ces deux filières pour les applications stockage des énergies renouvelables, transport, défense et aérospatial. LES ÉCOLES ET ORGANISMES DE RECHERCHE RS2E, CNRS LES INDUSTRIELS UTILISATEURS Arkema, Alstom, BIC, DCNS, EADS, EDF, E4V, GDF‐Suez, Pellenc, Renault, Symbio FCell, Total, Venturi, GRT‐Gaz, Dassault Aviation, Atawey LES ACTEURS PUBLICS MERPN, MEDDE, CGI SYNTHÈSE DES ACTIONS DU PLAN CONCERNANT L’HYDROGENE Action Développement d’une offre de “stack” française compétitive pour pile à combustible Aide au développement d’offres de stockage d’hydrogène haute pression Calendrier Premiers produits livrés en 2016 Finalité/livrable Investissement privé, potentiel co‐investissement de l’État 2015 R&D industrielle Aide aux clients précurseurs (chariots élévateurs, VU (Véhicule utilitaire léger), Bus urbains) Premières flottes en 2015 R&D industrielle Définition d’un modèle économique pour le déploiement d’infrastructures 2015 Évaluation de l’opportunité d’un partenariat franco‐-allemand Filière industrielle “Power to gas” Lancement dès 2014, développement 2015 Réalisation de pilotes industriels Stockage nomade de l’hydrogène Lancement d’une plateforme d’information sur les technologies de l’hydrogène à destination du grand public. Phase pilote en 2016 Production en 2019 Immédiat avec concrétisation 2015 Lab Fab (Laboratoire de Fabrication) puis industrialisation Mise en commun des 11 projets existants, réalisation d’un site Web Page 19 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.3 Le rapport de l’OPECST La feuille de route parlementaire de l’hydrogène L’hydrogène, l’énergie du futur ? Un rapport parlementaire publié le 21 janvier 2014 propose de doper son développement en France, notamment pour alimenter des voitures électriques à plus grande portée et l’injecter dans le réseau gazier, à condition qu’il soit réellement “vert”. Rédigé par le sénateur du Tarn Jean-Marc Pastor et le député de Moselle Laurent Kalinowski et publié le 22 janvier, il fera date : il trace en effet la “feuille de route” qui pourrait permettre à la France de ne pas rater le tournant énergétique, technologique et industriel majeur de l’hydrogène. C e rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) préconise des mesures devant permettre à la France de rattraper son retard sur les deux pays en pointe, l’Allemagne et le Japon. Les auteurs de ce rapport, MM. Jean-Marc Pastor sénateur du Tarn et Laurent Kalinowski, député de Moselle, formulent cinq grandes orientations (lire ci-après) pour soutenir une filière industrielle nationale. Quels sont les enjeux ? Dans un contexte de transition énergétique du pays, l’hydrogène constitue un moyen de répondre à la problématique de stockage des énergies renouvelables intermittentes (éolien, solaire etc.), soulignent les parlementaires. Avec la maturation des technologies des piles à combustible miniaturisées, l’hydrogène peut être aussi utilisé comme prolongateur d’autonomie des batteries pour les véhicules électriques, pour alimenter les chariots élévateurs et téléphones portables ou doper le rendement des unités de cogénération. Son pouvoir calorifique lui permet également d’être utilisé directement comme combustible et vecteur d’énergie (véhicules, cogénération, injection dans le réseau gazier). La France ne manque pas d’atouts dans ce domaine notamment au travers de nombreux brevets déposés sur des technologies telles que l’électrolyse ou la pile à combustible, rappelle l’OPECST. De grands acteurs industriels tels que Air Liquide et Total, leaders mondiaux de l’hydrogène industriel, mais aussi GDF SUEZ, Helion (filiale d’AREVA) ou encore Michelin se sont positionnés sur ce marché. La start-up McPhy Energy a également mis au point une solution de stockage d’hydrogène sous forme solide. coordination pour assurer le suivi, comme un comité national”, a indiqué M. Pastor. Pour développer de nouveaux marchés de l’hydrogèneénergie, les parlementaires recommandent également d’exonérer, durant une période transitoire, l’hydrogène de toute taxation, “à l’exception de celui produit à partir d’hydrocarbures”. Les rapporteurs proposent aussi d’élargir le système du “bonus écologique” aux véhicules utilitaires à pile à combustible consommant de l’hydrogène, dont “le seuil d’émission de CO2 est inférieur à 20 g/km, afin de ne pas alourdir la fiscalité des entreprises, ce bonus serait uniquement gagé par un aménagement du malus écologique sur les véhicules de tourisme”. Une nouvelle gouvernance décentralisée de l’énergie “est l’un des volets indispensables au développement de la filière locale”, estiment-ils. LES CINQ ORIENTATIONS DU RAPPORT Orientation n° 1 - Mettre en place le triptyque organisationnel nécessaire au développement d’une filière hydrogène nationale ainsi qu’un comité d’orientation : 1. Le Gouvernement doit affirmer, au plus haut niveau et au plus tôt, l’importance stratégique, pour la réussite de la transition énergétique, du vecteur énergétique hydrogène, ainsi que du développement d’une filière industrielle nationale correspondante. 2. Programme et financement - Fédérer, avant le 30 juin 2014, les acteurs de la filière hydrogène autour d’un projet et programme cohérent de développement à moyen terme, permettant à notre pays de disposer, d’ici cinq à dix ans, de solutions compétitives sur les principaux points de la chaîne de valeur allant de la production à l’utilisation de l’hydrogène-énergie, en passant par le stockage énergétique. Ce vecteur énergétique suscite l’intérêt croissant d’industriels pour sa capacité à transporter et stocker l’énergie à haute pression (350 ou 700 bars). Pourtant, les deux constructeurs automobiles nationaux (PSA et Renault) ne misent pas sur le marché du véhicule à pile à combustible contrairement aux constructeurs japonais Honda ou Toyota et le coréen Hyundai. “Tant que nous aurons une législation qui interdira d’avoir un réseau de bornes d’hydrogène, pourquoi voulez-vous que les constructeurs de voitures se lancent dans cette technologie ?”, avait souligné en juin dernier M. Pastor, en présentant le rapport d’étape. Pour booster la filière française, les parlementaires préconisent donc de modifier les règles qui encadrent les seuils de stockage de l’hydrogène. Ils appellent l’Etat à adapter la réglementation à celle liée à la gestion du gaz naturel comme en Allemagne et au Japon. - Mobiliser les ressources du secteur privé en faisant appel aux partenariats public-privé, aux niveaux national, régional et local. - Compléter la mise en place de ce triptyque par l’ajout, compte tenu du caractère transverse de l’hydrogèneénergie, d’un 35ème plan de reconquête dédié au développement de ses applications. 3. Autre préconisation : l’implication “très claire” de l’Etat. “Il faut une position politique du gouvernement, comme pour le nucléaire à l’époque, pour entraîner le déclic. Comme l’ont fait le Japon, la Corée et l’Allemagne en 2004. Nous avons les savoir-faire, il faut mettre en place un dispositif de Page 20 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène Un coordonnateur - Créer, avant le 30 juin 2014, un Comité national d’orientation de la filière hydrogène, placé sous l’égide du ministère du Redressement productif, qui sera une instance de concertation, d’orientation et de suivi, intégrant notamment des représentants de l’État, de l’Ancre, de l’Office parlementaire, des territoires, ainsi que des principaux acteurs industriels et PME du secteur, afin d’assurer le suivi du plan de développement défini pour la filière. • Faciliter, en l’absence de projet des constructeurs nationaux en matière de véhicules à hydrogène, le développement des solutions de prolongation d’autonomie basées sur l’hydrogène, complémentaires aux véhicules électriques, en étendant, avant le 30 juin 2014, le bénéfice du bonus écologique aux véhicules utilitaires – notamment électriques ou à hydrogène – dont le seuil d’émission de CO2 est inférieur à 20 g/km, afin de ne pas alourdir la fiscalité des entreprises, ce bonus serait uniquement gagé par un aménagement du malus écologique sur les véhicules de tourisme. • Favoriser, comme cela a été fait pour les véhicules utilitaires électriques, le déploiement de flottes de véhicules utilitaires électriques dotés d’un prolongateur à hydrogène, mieux adaptés aux usages intensifs, dans les administrations et entreprises publiques, en veillant chaque fois que possible à prendre en compte, lors de l’installation des bornes de chargement, la possibilité d’une ouverture, à terme, au public (ergonomie, positionnement dans les locaux, adjonction d’un moyen de paiement…). Orientation n° 2 - Lever les freins à l’innovation d’ordre réglementaire : • Avant le 31 mars 2014, repréciser les conditions d’application aux usages énergétiques de l’hydrogène de la réglementation existante en matière de production industrielle d’hydrogène, notamment au regard d’utilisations individuelles en volumes limités ou à usage interne. • Réévaluer, avant le 31 mars 2014, les seuils relatifs au stockage d’hydrogène, notamment au regard d’utilisations individuelles en volumes limités ou à usage interne. • Missionner l’INERIS, avant le 31 mars 2014, en liaison avec l’initiative de la commission de normalisation AFNOR “technologies de l’hydrogène” relative à l’élaboration d’un référentiel technique des nouveaux usages de l’hydrogène, afin d’accélérer l’élaboration d’une réglementation adaptée à ces usages, en vue d’une réglementation commune à l’ensemble des gaz énergétiques. • Créer, avant le 31 mars 2014, un groupe de travail pluraliste regroupant les experts de la direction générale de la Prévention des risques et de la direction générale de la Sécurité civile et gestion des crises, de l’INERIS, de l’AFNOR, des acteurs industriels et d’au moins une association de défense de l’environnement. Ce groupe de travail chargé d’instruire les demandes d’autorisation transmises par les DREAL se réunira au moins une fois par mois. • Prendre, avant le 30 juin 2014, toute mesure nécessaire pour limiter à trois mois le délai de réponse initiale sur la faisabilité d’une nouvelle demande d’installation dans le domaine de l’hydrogène énergie et à douze mois le délai d’instruction complète de ce type de dossier. • Simplifier l’ensemble de ces réglementations en s’inspirant du modèle allemand de dispositions communes à l’ensemble des gaz énergétiques. Orientation n° 3 – Créer les conditions du développement de nouveaux marchés de l’hydrogène-énergie : • • Exonérer, durant une période transitoire, l’hydrogène de toute taxation, à l’exception de celui produit à partir d’hydrocarbures. Cette mesure serait gagée par l’introduction d’une taxation des hydrocarbures lorsqu’ils sont utilisés, en tant que matière première, pour produire de l’hydrogène, notamment à des fins de raffinage des produits pétroliers. Faire bénéficier les installations de production d’hydrogène par électrolyse d’un accès à une électricité détaxée, sur le modèle du régime accordé par l’article 265 bis du Code des douanes aux installations de production d’électricité pour leur approvisionnement en produits pétroliers. Cette mesure pourrait être gagée par une suppression de cette dernière exonération. Orientation n° 4 – Une nouvelle place pour les territoires : donner toute leur place aux initiatives locales pour mieux les fédérer et tendre vers une nouvelle gouvernance territoriale de l’énergie, complémentaire de la démarche nationale : • Sur le modèle de création d’un pôle de l’hydrogène dans le cadre du PACTE Lorraine, assurer l’émergence de filières hydrogènes locales cohérentes par la mise en œuvre de “contrats particuliers État Région” dans les autres territoires qui disposent d’un potentiel dans ce domaine. • Encourager les collectivités territoriales à favoriser, dans les administrations et entreprises publiques, le déploiement de solutions innovantes basées sur l’hydrogène et/ou les piles à combustible pour des applications telles que la cogénération dans les bâtiments à haute efficacité énergétique, l’alimentation de sites isolés, etc. • Favoriser le déploiement des énergies renouvelables intermittentes, telles que l’éolien ou le solaire, en liaison avec le stockage de l’électricité sous forme d’hydrogène (production – stockage – utilisation). Orientation n° 5 – Prendre en compte la dimension européenne du développement de l’hydrogène énergie • Développer la coopération internationale en matière de recherche, notamment avec nos voisins allemands, dans des domaines tels que les matériaux, l’électrolyse, la méthanation ou encore la sûreté de l’hydrogène. • Encourager la mise en place d’un cadre européen adapté aux nouveaux usages énergétiques de l’hydrogène et à l’infrastructure associée, sur l’exemple de ce qui a déjà été fait en matière de réglementation pour l’immatriculation des véhicules à hydrogène. Page 21 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.4 Mobilité hydrogène France Un plan de déploiement réaliste Mobilité Hydrogène France, consortium d’acteurs privés et publics fédérés par l’Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible (AFHYPAC), a lancé en juin 2013 une étude dont l’objectif portait principalement sur l’évaluation du potentiel que représentent l’hydrogène et la pile à combustible (PAC) dans les transports en France ainsi que la proposition d’un plan de déploiement de ces technologies en France. Cette étude a été rendue publique le 3 octobre 2014. Les résultats confortent les perspectives concrètes d’un plan de déploiement sur le territoire national. C ette étude française réalisée dans la continuité des initiatives développées dans d’autres pays européens (Allemagne, Grande-Bretagne, Danemark, Pays-Bas, Suède…), est financée par les acteurs eux-mêmes et par l’Union Européenne dans le cadre du projet HIT (Hydrogen Infrastructure for Transport). Sur la base de données économiques partagées, des scénarios de déploiements synchronisés de véhicules et de stations hydrogène ont été élaborés, en faisant apparaître les coûts et les bénéfices environnementaux, économiques et sociétaux d’une transition vers la mobilité électrique à hydrogène. La mobilité électrique à hydrogène apparaît ainsi comme l’un des facteurs clé de la transition énergétique. Elle permet de contribuer de façon significative à la réduction des émissions du secteur du transport. Ainsi l’étude a montré que la mobilité hydrogène a les moyens d’aider la France à atteindre ses objectifs de réduction de CO2, avec notamment une économie de 500 millions d’euros de coûts sociétaux sur la période 2015 – 2030 et une économie de 1,2 millions de tonnes CO2 d’ici 2030. Le plan ainsi établi par le consortium propose un ambitieux déploiement en France de véhicules électriques à hydrogène et de stations de distribution à horizon 2030. D’après cette étude, à l’horizon 2030, le marché des véhicules à piles à combustible pourrait représenter 800 000 véhicules et 600 stations de distribution d’hydrogène réparties sur tout le territoire national. Ce plan commence dès 2015 avec comme première étape, une mise en circulation progressive de flottes captives. A l’instar des autres pays dans le monde, la réussite de ce déploiement en France est conditionnée par un engagement et des efforts conjoints entre partenaires privés et acteurs publics (nationaux et territoriaux). Mais, à la différence des scénarios étudiés dans les études allemande (H2Mobility) et anglaise (UK H2Mobility), les projections françaises présentent 2 originalités : l’approche dite par “cluster” de flottes captives et la prise en compte de véhicules électriques à prolongateur d’autonomie. Les avantages de ce type de véhicules sont d’une part, un coût inférieur de 65 % par rapport à un véhicule à pile à combustible classique, et d’autre part un déploiement de stations hydrogène plus adaptées et moins chères. L’enjeu principal réside désormais, tant dans la mise en œuvre des financements associés que dans l’établissement d’un cadre réglementaire adapté, le tout en coordination avec l’Union Européenne. Le consortium est mobilisé pour mettre en œuvre les premiers déploiements sur les territoires précurseurs dans le domaine de la mobilité durable et décarbonée. LE CONSORTIUM “MOBILITÉ HYDROGÈNE FRANCE” Gouvernement Entreprises de l’énergie Producteurs d’hydrogène et stations Véhicules et systèmes pile à combustible Electrolyseurs Centres de recherche Associations régionales et pôles Associations européennes et françaises Page 22 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène Résultats Mobilité Hydrogène France Véhicules Hydrogène : la preuve par 7 1° Propres et silencieux Les Véhicules Hydrogène ne génèrent ni pollution locale, ni CO2 • Pas de micro et nano particule, (NOx, SOx), diminution du bruit • Réduction de 77% des émissions de CO2 du puits à la roue en 2030* 2° Perspectives de déploiement Le marché des véhicules Hydrogène pourrait représenter en 2030 : • 800 000 véhicules • 600 stations Hydrogène • 90 000 tonnes d’hydrogène • 3 TWh de production électrique 3° Les flottes captives pour démarrer Pour réduire les risques, l’effort est concentré sur les flottes captives • Les véhicules et les stations sont déployés là où il y a de la demande • Pour atteindre une charge correcte de la station dès son ouverture • Et réduire le besoin d’investissement et le risque d’une station peu chargée Livraisons/services Taxis Les segments identifiés : Logistique urbaine Flottes de véhicules 4° Un déploiement progressif L’approche flotte captive : une manière de démarrer le marché, avant un déploiement national complet Exemple indicatif de la dynamique de déploiement des infrastructures de recharge (Source Mobilité Hydrogène France) 5° Rouler économique En prenant en compte le bonus écologique de 6000€, les externalités dues à une meilleure utilisation, une accidentologie moindre et une meilleure fiabilité, on arrive à un surcoût final de moins de 5000 € comparé à un diesel. 6° L’hydrogène compétitif avec le gazole dès 2020 L’étude montre qu’après une période courte où on a besoin d’aides sur le prix de l’hydrogène, on peut envisager un prix compétitif dès 2020 et introduire même une fiscalité adaptée sur la vente d’hydrogène. 7° La réglementation évolue dans le bon sens Des premiers pas ont été faits afin d’adapter la réglementation à ces nouveaux usages ; ainsi les DREAL se sont fortement impliquées, la réglementation spécifique aux entrepôts voit le jour. Les véhicules peuvent être désormais homologués et immatriculés en France grâce à la réglementation européenne, et des améliorations et une harmonisation de réglementations des installations de production et de distribution sont prévues à court terme, pour les flottes captives puis les véhicules grand public. * Comparé au Diesel et en suivant le mix de production électrique et H2. Page 23 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.5 La note d’analyse de France Stratégie Une analyse partisane et controversée F rance Stratégie, le Commissariat Général à la Stratégie et à la Prospective (CGSP), a publié fin août 2014 une note intitulée “Y a-t-il une place pour l’hydrogène dans la transition énergétique ?”. Cette dernière dresse le bilan des développements de la filière énergie et propose les orientations à privilégier pour la France. Cette publication a suscité de nombreuses réactions de la part des acteurs du secteur et a été très commentée sur les sites Internet ayant relayé l’information. L’AFHYPAC a publié une réponse en ligne sur son site. Ainsi, l’analyse met en avant les faiblesses des différentes applications, en particuliers sur les coûts, sans contextualiser les affirmations, sans approche systémique, avec une argumentation parfois appuyée sur des “contre-vérités”. Les conclusions de l’analyste l’amènent à proposer de recentrer les financements R&D sur le développement des technologies électrolyse et pile à combustible, de manière à diviser par 10 le facteur coût actuel, plutôt que le financement de démonstrateurs qui deviendront vite “obsolètes”. Enfin, les aspects sécurité et acceptabilité, décrits comme difficilement surmontables, sont à prendre en compte dès aujourd’hui, tout comme l’aspect fiscal qui résulterait de la substitution de l’hydrogène aux produits pétroliers. Energiewende. La question de la transposition de cette approche à la transition énergétique en France est parfois posée. La réponse apportée ici est plus que prudente. L’hydrogène n’est produit aujourd’hui qu’à des fins industrielles et selon un procédé émissif en CO2. Générer de l’hydrogène-énergie décarboné est techniquement possible grâce à l’électrolyse de l’eau, mais avec un rendement médiocre et des coûts élevés. L’utiliser pour valoriser de l’énergie renouvelable excédentaire risque de renchérir encore le prix de l’électricité. Le véhicule à hydrogène soulève beaucoup d’enthousiasme outre-Rhin, mais ne semble pas en mesure de concurrencer les véhicules thermiques ni même électriques avant longtemps, les piles à combustible (PAC) manquant de maturité. Le déploiement d’une infrastructure de distribution serait de plus d’un coût considérable. Il est ainsi proposé de poursuivre la R&D sur les électrolyseurs et les piles à combustible avant d’envisager un déploiement effectif ou expérimental. L’évaluation de l’impact de solutions hydrogène doit entre autres prendre en compte les conséquences économiques sur les autres filières (gaz, électricité, carburants) et les enjeux de sûreté. Etienne BEEKER manie l’hydrogène avec prudence “Y a-t-il une place pour l’hydrogène dans la transition énergétique ?” Si le titre du rapport de France Stratégie ouvre le débat, son auteur, M. Etienne Beeker, semble le clore aussitôt en se livrant à un exercice à charge contre l’hydrogène. Nous publions ici la préface de ce rapport qui présente les principaux arguments, puis la réaction pour le moins indignée de l’AFHYPAC. “Malgré les traces que l’incendie du zeppelin Hindenburg en 1937 a laissées dans les mémoires, l’hydrogène continue de bénéficier d’une aura exceptionnelle. Sa combustion ne générant que de l’eau pure, il est perçu comme “propre” et comme pouvant remplacer les hydrocarbures à terme.” L’Allemagne mise sur l’hydrogène pour stocker les quantités massives d’énergies renouvelables (ENR) intermittentes de son France Stratégie est une institution rattachée au Premier ministre. Organisme de concertation et de réflexion, son rôle est de proposer une vision stratégique pour la France, en expertisant les grands choix qui s’offrent au pays. Son action repose sur quatre métiers : anticiper les mutations à venir dans les domaines économiques, sociétaux ou techniques ; débattre avec tous les acteurs pour enrichir l’analyse ; évaluer les politiques publiques ; proposer des recommandations au gouvernement. France Stratégie joue la carte de la transversalité, en animant un réseau de huit organismes aux compétences spécialisées. Page 24 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène L’AFHYPAC RÉAGIT À LA NOTE D’ANALYSE DE FRANCE STRATÉGIE La note du 26 août publiée par France Stratégie “Y a-t-il une place pour l’hydrogène dans la transition énergétique ?” a beaucoup étonné les membres de l’AFHYPAC et notamment ceux cités comme contributeurs, dont la position n’est pas reflétée par cette note. La note de France Stratégie est une note à charge contre les technologies Hydrogène énergie, avec l’utilisation d’un vocabulaire négatif et l’omission de références et de rapports d’experts importants établis indépendamment dans différents grands pays et qui vont à l’encontre des principaux points de la note. Tout cela nous paraît contraire à la démarche scientifique et manque d’objectivité. Cette note ne nous semble d’ailleurs pas non plus refléter la position des grandes instances de l’Etat dont l’ADEME, ni du gouvernement qui par le biais du plan Nouvelle France Industrie “stockage de l’énergie” a choisi de réaffirmer son soutien à l’hydrogène énergie. De fait et au contraire des acteurs impliqués, la note de France Stratégie ne prend pas en compte les enjeux énergétiques (la nécessaire intégration des renouvelables dans le mix énergétique et donc la nécessité de fournir une solution pour le stockage massif et de longue durée de l’électricité renouvelable) et environnementaux à venir (dépollution des zones urbaines et réduction des émissions de CO2 liées au transport), et méconnaît la réalité des marchés de l’hydrogène et des progrès techniques suite aux nombreuses expérimentations en cours dans le monde. L’AFHYPAC reste ouverte au débat et ses membres sont bien conscients des nombreux défis à relever pour que les technologies de l’hydrogène se déploient dans notre pays, qu’il s’agisse de défis de marché, de développement technologique ou d’encadrement réglementaire. Les obstacles à lever sont connus, et ils seront surmontés par le biais de projets de recherche dans le domaine de l’électrolyse et du stockage, mais surtout et principalement grâce au lancement de vrais projets de déploiement permettant de lancer l’industrialisation des composants, notamment dans le domaine de la mobilité hydrogène. En effet si le principal obstacle au déploiement des véhicules électriques à hydrogène, aujourd’hui matures et en phase de production en petite série, demeure le risque financier de la phase initiale de déploiement lié au surcoût des véhicules produits en petite série et de l’infrastructure nécessaire, cet obstacle ne sera levé que par des partenariats public/privé pour l’apparition d’un certain volume dans les transports. “La France, deuxième plus gros marché européen pour les véhicules automobiles, a le potentiel de devenir leader dans l’hydrogène pour le transport et le stockage d’énergie…” Le marché automobile n’est pas l’unique facteur de motivation du développement de l’hydrogène- énergie, mais il est essentiel que cette demande existe pour permettre à ce nouveau vecteur énergétique de trouver une place au sein des “réseaux énergétiques intelligents” du futur intégrant des capacités de stockage. De nombreux acteurs industriels majeurs (constructeurs automobiles comme Daimler, Renault- Nissan ou Hyundai, énergéticiens comme GDF SUEZ ou Eon, les gestionnaires d’infrastructures comme GRTgaz, producteurs de gaz industriel comme Air Liquide, fournisseurs de technologies comme AREVA ou Siemens…) et scientifiques (le CEA…) ainsi que de nombreuses PME qui font notre tissu économique local, croient sur la base de leurs résultats et de leurs analyses aux bénéfices que peuvent apporter ces technologies pour l’économie et l’environnement des territoires où elles seront développées. Elles sont en effet indispensables pour une compétitivité économique et industrielle durable, l’indépendance énergétique ou encore la qualité de l’air et de l’environnement de nos territoires ou pour tenir nos engagements internationaux en matière de gaz à effet de serre. Ces acteurs investissent lourdement pour le déploiement de ces technologies avec le soutien d’Etats dynamiques où l’innovation porte la croissance tels que les USA, le Japon, l’Allemagne, la Corée du Sud, le Danemark, mais également le Royaume-Uni ou les Pays-Bas. La France, deuxième plus gros marché européen pour les véhicules automobiles, a le potentiel de devenir leader dans l’hydrogène pour le transport et le stockage d’énergie à condition que des actions rapides associant pouvoirs publics et acteurs industriels soient engagées pour initier une dynamique porteuse. Ce point est d’autant plus critique que nous disposons des forces industrielles et scientifiques qui ont contribué au développement de ces technologies à l’origine. L’émergence en France d’initiatives de déploiement concret au niveau régional qui seront autant de démonstrateurs technico-économiques des atouts de l’hydrogène pour optimiser l’intégration d’énergies renouvelables et pour contribuer à une mobilité propre est donc essentielle afin que notre pays tire les fruits de l’économie de l’hydrogène énergie. Page 25 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.6 Etude de l’ADEME : “Le potentiel du stockage d’énergies” Le choix du vecteur hydrogène pour la transition énergétique Pour développer fortement les énergies variables, la France devra s’appuyer sur le vecteur gaz, estime une étude publiée par l’ADEME en septembre 2013. Mais auparavant, le modèle énergétique devra évoluer, le cadre économique et réglementaire être adapté. A ujourd’hui, il est classique d’entendre qu’au-delà de 30% d’énergies variables raccordées au réseau, la sécurité électrique n’est plus assurée. Des solutions existent pour accroître la flexibilité du système électrique (adaptation de l’offre et de la demande, Step, interconnexions, effacement…), mais celles-ci sont limitées par des contraintes techniques, économiques, sociétales… Pour aller au-delà de cette barrière de 30%, une seule solution : la conversion de l’électricité en gaz stockable, estime une étude publiée fin octobre par l’ADEME, GrdF et GRTgaz. Après avoir analysé des scénarios prospectifs français et européens, l’étude conclut que le power to gas est une solution incontournable à moyen ou long terme pour engager une véritable transition énergétique. Le principal enjeu est de “valoriser les excédents de production d’électricité de longue durée et de grands volumes”. Lorsque la production d’électricité d’origine renouvelable (et variable) atteint des taux de pénétration de 40 à 50%, un stockage inter-saisonnier est nécessaire afin de mettre en adéquation production et consommation. Dans un tel scénario, les technologies de stockage utilisant le vecteur gaz apparaissent “comme la seule famille de solutions aujourd’hui crédibles pour répondre en termes quantitativement adéquats aux enjeux techniques et économiques d’un tel besoin», analyse l’étude. Leur avantage : les infrastructures existent déjà, elles “représentent des capacités de stockage considérables immédiatement disponibles à coût marginal”, chiffrées à plusieurs dizaines de térawatt heures. En se basant sur différents scénarios de transition énergétique, visant une réduction des émissions de gaz à effet de serre et un développement des EnR, l’étude estime que le power to gas sera nécessaire à l’horizon 2025-2030 en France. Un laps de temps utile puisque les différentes technologies doivent arriver à maturité. Mais pas seulement : le power to gas nécessite une autre vision du système énergétique français, impliquant une meilleure coordination de la gestion des principaux réseaux (électricité, gaz et chaleur) et un développement important du vecteur gaz pour l’ensemble des usages (chaleur, mobilité, cuisson…). Autrement dit, le contraire de la tendance actuelle : les usages électriques se multiplient, souvent au détriment du gaz. “Le power-to-gas ne constitue pas à proprement parler une “technologie de rupture” dans le sens où il ne fait finalement qu’assembler ou réassembler d’une façon originale un ensemble de briques techniques déjà bien maîtrisées et depuis longtemps, même si certaines variantes auxquelles il peut faire appel sont très innovantes ou embryonnaires”, indique le document. L’électrolyse, le stockage et l’utilisation de l’hydrogène, le captage du CO2, la méthanation, l’injection dans le réseau, la valorisation des co-produits sont “à un stade de maturité industrielle ou de développement technologique suffisant pour avoir la certitude qu’une ou plusieurs solutions seront disponibles” à moyen terme. Toutefois, estime l’étude, il est trop tôt pour évaluer quelle technologie émergera demain : des efforts de R&D dans la plupart des domaines concernés et la réalisation de démonstrateurs de taille significative restent nécessaires. Néanmoins, si la conversion de l’électricité en hydrogène devrait, dans un premier temps, être utilisée, “à plus long terme, une transition vers la production de méthane de synthèse permettrait de lever toutes les limites techniques liées à l’injection et de donner ainsi accès aux stockages souterrains de très grande capacité”, note l’étude. Les possibilités d’injection de l’hydrogène sont actuellement limitées à 2% (en énergie) pour des raisons techniques et de sécurité. A plus long terme, “il semble difficilement envisageable qu’elle[s] dépasse [nt] 20 à 30% en volume soit 15 à 20% en énergie, ce qui constitue de fait un facteur limitant”. La méthanation, qui nécessite une étape supplémentaire, présente quant à elle l’avantage de “former du méthane de synthèse (CH4), 100% miscible avec le gaz naturel”. Afin d’accélérer le déploiement de solutions technologiques, l’étude recommande aux pouvoirs publics de soutenir le déploiement de démonstrateurs à grandeur réelle (en levant notamment les freins réglementaires actuels) et de lancer, à l’échelle européenne, un programme de R&D à moyen - long terme. Les recherches devront notamment lever plusieurs verrous : développement du vecteur gaz dans les transports, sensibilité des turbines à gaz à l’hydrogène, impact de la présence d’hydrogène dans le gaz pour les cavités salines… Parallèlement, un groupe de travail “similaire à celui œuvrant sur l’injection de biométhane”, devra plancher sur un cadre réglementaire, économique et technique et définir une feuille de route pour la filière. “Sans en faire un préalable absolu à son développement, la question du positionnement du power-to-gas dans le système énergétique dans son ensemble sera sans nul doute un élément déterminant de la contribution qu’il sera en mesure d’apporter à la transition énergétique”. Les opérateurs ont en effet besoin de visibilité sur l’évolution de ce marché, notamment concernant les mécanismes de soutien aux EnR, l’évolution du prix du carbone, les soutiens aux modes de transport… Enfin, la question d’une collaboration des gestionnaires de réseaux de transport électriques et gaziers, “ainsi d’ailleurs qu’entre GRD (gestionnaires de réseaux de distribution) à des échelles géographiques pertinentes de l’ordre de la région, devrait être renforcée et mise à l’ordre du jour des réflexions et des travaux actuels et futurs autour de la transition énergétique”. En France, ces réseaux sont historiquement cloisonnés, souligne l’étude, alors qu’au Danemark, ils sont gérés par un opérateur unique : “La concurrence souvent stérile entre ces deux vecteurs n’a pas cours dans ce pays où elle est remplacée par l’évidence de leur complémentarité (ainsi d’ailleurs qu’avec les réseaux de chaleur qui alimentent plus de la moitié des bâtiments)”. Page 26 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.7 Scénarios énergétiques ANCRE inscrit l’hydrogène dans ses plans La présence de l’hydrogène dans les scénarios énergétiques français de référence est retenue seulement par ceux développés par l’ANCRE. P our parvenir à diviser par quatre nos émissions de GES d’ici moins de 40 ans, il faudra mettre en œuvre des technologies de rupture dans les domaines de la capture et du stockage du CO2 et du stockage électrique de grande capacité. Au travers du débat national sur la loi de transition énergétique, plusieurs scénarios ont émergé dont ceux de l’ADEME, de la DGEC (Direction Générale de l’Energie et du Climat), d’ONG et 3 décrits par l’ANCRE. L’ANCRE, l’Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l’Energie, qui réunit plus de 4000 chercheurs issus de tous les grands organismes de recherche (CEA, CNRS, IFPEN, Ifremer, IRSN) a présenté le 23 janvier 2014 son rapport d’études sur trois scenarios possibles d’évolution du système énergétique français à horizon 2050, visant à atteindre le “facteur 4” (division par 4 des émissions de Gaz à Effet de Serre). Ces scénarios reposent sur une approche volontariste en termes d’innovation scientifique et technologique. Un de ces scénarios (dit “ELE”) prévoit l’introduction de l’hydrogène à partir de 2030 pour une part modeste environ équivalent de 3 MTep sur une consommation totale de 21 MTep pour les transports en 2050 (Référence 40 MTep en 2010). On réduit bien de 80 % les émissions de CO2 dans les transports. On se reportera au chapitre 6 pour plus de détails. 2.8 Les projets TITEC 2014 sélectionnés par l’ADEME L’ ADEME a sélectionné 6 projets dans le cadre de l’appel à projets TITEC 2014 (Transfert Industriel et Tests En Conditions réelles). Cet appel a pour but de soutenir des projets de transfert industriel ou de tests en conditions réelles dans le domaine de l’hydrogène énergie et des piles à combustible. Ainsi, 3 des 6 projets sélectionnés concernent le déploiement ou le développement de produits industriels (véhicule et stationservice, chargeur aéroportuaire et lampadaire autonome). • HYWAY, avec pour partenaires Tenerrdis, STEF, Cofely, CNR, Air Liquide, GEG, CEA, Symbio FCell et McPhy Energy. Il vise à expérimenter une cinquantaine de véhicules Kangoo ZE équipés de kit hydrogène pour des usages professionnels variés en milieu urbain à Lyon et Grenoble, • HYLOADER, avec pour partenaires WH2, Airmarrel et Ad Venta. Il vise à développer et expérimenter un chargeur aéroportuaire électrique (loader) fonctionnant à l’hydrogène sur un aéroport (chargeur et logistique d’approvisionnement), • LH P-H, avec pour partenaires Solium et Paxitech. Il vise à concevoir et tester un lampadaire autonome hybride PV - Pile à hydrogène, par un stockage adapté de l’énergie disponible, • Prodig, avec pour partenaires Pragma Industries et FCLAB. Il vise à caractériser les performances de fonctionnement d’un système pile à combustible équipant des vélos électriques et estimer de façon fiable la durée de vie résiduelle selon l’usage, • COMBIPOL 3, avec pour partenaires le CEA et AREVA Stockage d’Energie. Il vise à développer des technologies d’assemblage de plaques bipolaires et des procédés de dépose de joint d’étanchéité pour pile à combustible de type PEM, • PREMHYOME, avec pour partenaires CEA, AREVA Stockage d’Energie et Specific Polymers. Il vise à développer sur la base de solutions industrielles des membranes hybrides (faible niveau d’hydratation, température supérieure à 80°C) pour pile à combustible de type PEM. Page 27 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène 2.9 Evènements majeurs de portée nationale ALBI, 20 janvier 2014 : l’équipe de France de l’hydrogène intronisée Pascal Mauberger, Jean-Marc Pastor et Arnaud Montebourg, le 20 janvier 2014 à Albi © TRIFYL L e lundi 20 janvier 2014, à l’invitation du Sénateur Pastor, Président de Trifyl, le Ministre Arnaud Montebourg a inauguré le pilote de production d’hydrogène VaBHyogaz à Labessière-Candeil dans le Tarn. Cette installation est un “reformeur” transformant le biogaz en hydrogène. Elle est destinée à alimenter sept véhicules de la flotte de Trifyl, le syndicat départemental d’élimination des déchets. A cette occasion, tous les acteurs de la filière industrielle hydrogène et pile à combustible étaient présents et le Ministre a pu découvrir des réalisations concrètes notamment dans le domaine du transport avec des véhicules électriques à hydrogène. Le Sénateur Pastor et le Député Kalinowski ont également remis officiellement au Ministre le rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et techniques intitulé “L’hydrogène : vecteur de la transition énergétique ?”. A l’issue de sa visite, Arnaud Montebourg a promis de lever rapidement les freins réglementaires à l’utilisation de l’hydrogène en France. Il a ajouté que cette “molécule extraordinaire” serait “susceptible de créer des dizaines de milliers d’emplois et de refaire de la France la grande puissance industrielle qu’elle n’a jamais cessé d’être”. La France doit devenir un champion européen de la filière hydrogène Le 21 janvier 2014 le ministère du Redressement productif a publié un communiqué de presse. En voici les principaux extraits : “Les 34 plans de la Nouvelle France Industrielle, présentés par le Président de la République en septembre dernier, constituent un outil essentiel au service de cette ambition. Parmi eux, le plan “autonomie et puissance des batteries” s’attache notamment au développement du vecteur énergétique hydrogène, dont les applications technologiques en matière de fabrication et de stockage d’électricité ou de mobilité électrique sont extrêmement prometteuses. On estime par ailleurs que les marchés de l’hydrogène devraient générer en France un chiffre d’affaires de plusieurs milliards d’euros par an d’ici 10 à 15 ans, permettant la création de plus de 10 000 emplois. Pour positionner la France parmi les champions européens de l’hydrogène, il convient dès maintenant d’intégrer et de structurer complètement cette filière déjà forte de nombreux acteurs industriels d’envergure internationale. Le travail mené par l’équipe projet du plan “autonomie et puissance des batteries”, sous le pilotage de Florence Lambert du CEA, a d’ores et déjà permis de poser les premiers jalons d’une réelle “Equipe de France” de l’hydrogène. Cette union des acteurs de la filière, industriels comme AREVA SE, Michelin, Air liquide, SymbioFCell et d’autres, ou issus de la recherche comme le CNRS, le CEA et les universités, permettra d’offrir une solution complète et différentiante sur le marché international, adaptée aux usages de marché complexes Page 28 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène (aéronautique, maritime, logistique…). Le développement de la filière hydrogène devra également s’appuyer sur la création d’infrastructures de soutien (stations de fourniture d’hydrogène), que le Programme Investissements d’Avenir pourra soutenir. La Lorraine, par exemple, lance un vaste projet de “route de l’hydrogène” reliant la France à l’Allemagne et au Luxembourg”. parition de ces solutions prometteuses pour le pays, ses territoires et son industrie. ALBI 16 et 17 mai 2013, BELFORT 22 ET 23 SEPTEMBRE 2014 A Albi, une table ronde a permis de lancer une action sous forme de projet visant à définir et rendre concret la notion de certificat d’origine pour l’hydrogène. A Belfort, une table ronde sur le financement par les Fonds Feder a conclu la journée du lundi 22 septembre. Il s’en suivra la constitution d’un groupe permanent au sein d’AFHYPAC pour convaincre les régions françaises d’investir une partie de leur Feder sur des projets Hydrogène. Deux premières terres d’accueil des Journées “Hydrogène dans les territoires”. La première édition des journées “Hydrogène dans les territoires” s’est tenue à Albi en mai 2013, tandis que la seconde s’est tenue à Belfort les 22 et 23 septembre 2014. Organisées à chaque fois par l’AFHYPAC et des institutions locales (Trifyl, Phyrénées et l’Ecole des Mines d’Albi dans le premier cas, la Communauté de l’Agglomération Belfortaine en partenariat avec le pôle de compétitivité Véhicule du Futur, l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, Inéva-CNRT et Alphéa Hydrogène dans le second”, elles ont permis de rassembler un nombre croissant de participants, de 100 à Albi jusqu’à 200 à Belfort. Plus d’une dizaine de territoires sont venus à chaque fois exposer leur stratégie et leurs projets dans le domaine de l’hydrogène-énergie. Des tables rondes thématiques sont également organisées. Ces journées permettent aux acteurs des régions et territoires concernés de faire le point sur leurs projets, sur les facteurs de succès, les freins et difficultés rencontrés et les bonnes pratiques pour les surmonter et favoriser efficacement l’ap- CONFERENCE AU SENAT LE 7 NOVEMBRE 2014 Une attention particulière a été portée aux nouvelles modalités d’utilisation des fonds européens et leurs conséquences pour le montage de projets à fort impact sur et entre les territoires. La journée du 23 septembre à Belfort était consacrée à la mobilité électrique Hydrogène et le marché des flottes captives. A cette occasion, les résultats de l’étude Mobilité Hydrogène France ont été communiqués. Un atelier de réflexion sur le marché prometteur de la logistique urbaine et des flottes de véhicules professionnels, a été organisé. En quoi les solutions à base d’hydrogène ont-elles une valeur à proposer aux acteurs économiques, territoriaux, et finalement à la société toute entière ? Comment et avec qui agir pour que les bénéfices de ces solutions deviennent réalité dans le monde tel qu’il est ? L’atelier a permis de débattre de ces questions sur la base des réflexions les plus abouties sur le sujet avec les acteurs déjà impliqués, mais aussi ceux, (aménageurs et responsables territoriaux, industriels, exploitants de flottes et de services de mobilité), qui souhaitent en analyser les enjeux. Chantal Jouanno, Sénatrice de Paris et Daniel Clément de l’ADEME © Planète Verte Le 7 novembre 2014, sous la Présidence de la Sénatrice Chantal Jouanno, l’AFHYPAC a réuni au Palais du Luxembourg près de 200 participants afin de faire le point sur les avancées de la filière hydrogène et piles à combustible et notamment sur les résultats de l’étude Mobilité Hydrogène France. Cette matinée de conférences était introduite par le prospectiviste Joël de Rosnay. Le conseiller spécial de la Présidente d’Universcience a séduit l’auditoire avec son concept “d’Enernet”, autrement dit l’Internet de l’énergie, dans lequel l’hydrogène a toute sa place en tant que vecteur énergétique propre et stockable. Les exposés se sont succédés rappelant tout d’abord le contexte énergétique, la maturité de la filière hydrogène et piles à combustible puis les bénéfices des technologies de l’hydrogène pour la mobilité électrique ainsi que pour le stockage des énergies intermittentes. Jean-Marc Pastor, ancien sénateur et président de l’association Phyrénées, a rappelé les recommandations du rapport réalisé pour l’OPECST avec le député Laurent Kalinowski. Il a rappelé le chemin qu’il reste à parcourir pour que l’hydrogène prenne toute sa place dans la transition énergétique en rappelant le rôle clé des collectivités locales en complément d’une volonté nationale. Pascal Mauberger, Président de l’AFHYPAC, a conclu cette matinée en se félicitant de la dynamique qui anime la filière hydrogène particulièrement en 2014. Cette année 2014 devrait d’ailleurs constituer un tournant avec le vote de la Loi de Transition Energétique pour la croissance verte. Les acteurs de la filière sont appelés à se mobiliser pour que l’hydrogène et les piles à combustible y soient bien intégrés. CONFERENCE ENVIRONNEMENTALE LE 27 NOVEMBRE 2014 3e Conférence Environnementale, 27 novembre 2014 : A l’occasion de la 3e Conférence Environnementale ouverte par le Président de la république à l’Élysée, Fabio Ferrari de Symbio FCell co-anime avec le Ministre Emmanuel Macron, Alain Vidaliès et David Mangin la table ronde “Mobilité et transport durable”. Page 29 - Chapitre 2 - Le programme national et les actions stratégiques sur l’hydrogène CHAPITRE 3 PRINCIPAUX RÉSULTATS ET FAITS MARQUANTS PAR DOMAINES D’APPLICATION 3-1 Les marchés précurseurs Les développements et déploiements de systèmes pour les marchés précurseurs se poursuivent avec la mise sur le marché notamment de véhicules de manutention ainsi que des systèmes pour le secours électrique. PROJET H2E A u cours des années 2012 et 2013, les activités du projet H2E ont abouti à un certain nombre de réalisations concrètes. Démarré en 2008 et coordonné par Air Liquide, le projet H2E a un budget de 200 M€ sur 7 ans, dont 68 M€ apportés par l’Agence OSEO. Ce projet couvre toute la chaîne de valeur de l’hydrogène, et porte sur les techniques innovantes de production à partir d’énergie renouvelable, sur le stockage, et l’industrialisation des piles à combustible. Son objectif est de construire en France une filière hydrogène-énergie durable et compétitive en répondant aux besoins des premiers clients. Le projet H2E contribuera également à adapter la réglementation française, et inclura un programme éducatif orienté vers le grand public. Les marchés visés par le projet s’appuient sur des déploiements commerciaux auprès de clients précoces, générant des retours d’expérience et diffusant la connaissance de la technologie ; ce sont : • L’alimentation en électricité de sites isolés, comme par exemple des antennes télécom non raccordées au réseau électrique (0,5 à 3 kW) • L’utilisation de chariots électriques à pile à combustible dans les entrepôts logistiques pour augmenter la productivité (recharge en hydrogène en 3 mn et autonomie renforcée) • Le support au réseau électrique en cas de défaillance (secours) ou de surproduction électrique renouvelable (stockage/valorisation de pics de production). 150 personnes sont impliquées venant de 19 partenaires, dont le CEA, Hélion-AREVA, Axane, le CNRS, EADS Composites Aquitaine, l’Institut de soudure, Arcelor Mittal, l’INERIS. Les travaux de développements technologiques menés par l’ensemble des partenaires portent sur chacun des maillons de la filière : • Helion (AREVA) développe la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau et les piles à hydrogène de forte puissance. • Composites Aquitaine (EADS) associé à deux PME – Raigi et MTS -, à des laboratoires de recherche de Poitiers (LMPM-LET), Pau (EPCP) et Bordeaux (LMPc et LGM2B) travaillent sur le stockage de l’hydrogène dans des réservoirs fixes et mobiles. • Axane (Air Liquide), ArcelorMittal Stainless & Nickel Alloys et des laboratoires de Grenoble (LEPMI), Chambéry (LMOPS) et Nancy (LEMTA) travaillent sur les composants «cœur de piles” et les piles à hydrogène de moyenne puissance afin d’en réduire le coût. Plusieurs équipes du CEA, de l’Institut de Soudure et d’Air Liquide contribuent également à ces travaux. • Par ailleurs, Air Liquide conçoit et met en place les infrastructures logistiques adaptées aux déploiements prévus chez les premiers clients et travaille avec INERIS et des laboratoires de Orléans (PRISME / LEES) et de Poitiers (LCD) pour l’établissement de normes de sécurité adaptées à ces nouveaux marchés. Plus de quatre ans après son démarrage, les résultats obtenus dans le cadre de ce projet confirment le potentiel des technologies en matière de fiabilité et de flexibilité adaptées à un grand nombre d’usages, ainsi que l’intérêt de clients précoces pour ces technologies. Des produits développés dans le cadre du projet H2E sont désormais opérationnels et sont mis sur le marché. Ces produits concernent les systèmes de manutention, les systèmes d’alimentation de sites isolés et de secours électrique, ainsi que les unités de stockage de l’hydrogène à haute pression. Les grandes étapes de la deuxième phase (2012-2014) du programme H2E sont présentées ci-dessous. Page 32 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application H2E - 2e phase 2012-2014 2012 Applications mobiles : chariots électriques dans les grands entrepôts • JV HyPulsion : vente et maintenance de systèmes PAC et réservoir pour chariots électriques • Premier client en France Applications stationnaires : sites isolés, back up et stockage d’énergie • 12000 heures avec une pile Axane sur site client • 130 systèmes stationnaires déployés ou vendus en France / Espagne / UK par Air Liquide • Electrolyseur & piles H2/O2 Areva en opération pour du stockage d’énergie solaire (3 sites en France) Norme Française pour les installations H2E, AFHYPAC et DGPR : processus d’autorisation d’installations simplifiés en France lancés Applications mobiles : > 8000 h de fonctionnement pour les stations de remplissage H2 chariots élévateurs ; gamme complète de piles HyPulsion pour le marché européen des chariots élévateurs, 3 sites en opération 2013 Applications stationnaires : Déploiement du système Axane - H2ES G1 1 à 5 kw sur les marchés ; pormotion de la Greenenergy Box™ pour des sites critiques Logistique haute pression • Certification des bouteilles B143 L 525 bar et du système de détente HyDeAL • Qualification et mise en service des emballages H4 complet • Construction du 1er site au monde de conditionnement d’emballages à 525 bars (Fos) 2014 Applications mobiles : • Industrialisation des stations de distribution H2 • Mise en service d’une logistique haute pression (compression centralisée) • Offres Blue Hydrogen (électrolyse et biogaz) Applications stationnaires : Exploration de nouveaux marchés et nouvelles géographies pour la validation des technologies Axane et AREVA, notamment en Europe de l’Est Réglementaires et politiques publiques • Cadres nationaux pour le transport et la distribution d’H2 à haute pression • Feuille de route française sur le déploiement de stationsH2 pour véhicules routiers et modes de production adaptés EXEMPLES DE RÉALISATIONS DANS LE CADRE DU PROJET H2E Déploiement de véhicules de manutention en France sur une plateforme logistique d’Air Liquide. Depuis janvier 2012, la plate-forme logistique d’Air Liquide de Vatry est équipée d’une station de distribution d’hydrogène de dernière génération permettant le remplissage quotidien de neufs chariots à pile à combustible. Développée et installée par Air Liquide, la station peut distribuer jusqu’à 10 kg d’hydrogène par jour à 350 bars. Les chariots élévateurs sont équipés de piles à combustible commercialisées en Europe par HyPulsion. HyPulsion est une co-entreprise créée en mars 2012 entre Plug Power (20 %) et Axane (80 %), filiale à 100% du groupe Air Liquide. Son objectif est l’industrialisation et la commercialisation en Europe d’une gamme de piles à combustible pour véhicules de manutention. Les principaux marchés sont entre autres les flottes de chariots élévateurs d’entrepôts de logistique ou encore les flottes de véhicules de transport de bagages dans les aéroports. Au-delà de la réduction des émissions de CO2, les plateformes logistiques ainsi équipées de solutions hydrogène peuvent apporter, grâce à des points de ravitaillement multiples et des pleins rapides, un gain de productivité de l’ordre de 10 % (par rapport aux chariots électriques à batteries). Page 33 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Une station de distribution d’hydrogène pour chariots élévateurs pour IKEA Air Liquide va fournir une station de distribution d’hydrogène à IKEA, leader de la grande distribution spécialisée, pour alimenter une partie de sa plateforme logistique de SaintQuentin-Fallavier, près de Lyon. Dans le cadre de ce projet, la station de distribution d’hydrogène alimentera une vingtaine de chariots élévateurs munis de piles à combustible à hydrogène HyPulsion. Alimentation de sites isolés Depuis le démarrage du programme plus d’une centaine de déploiements expérimentaux ont été réalisés sur le marché des sites isolés par Axane. Ces déploiements se sont essentiellement concentrés sur le territoire français mais aussi en Espagne, en Belgique et Grande Bretagne. Des déploiements étaient aussi envisagés en Italie au cours de l’année 2013. Les clients sur ce marché sont essentiellement des opérateurs télécom souhaitant déployer des antennes relais sur des sites non raccordés au réseau électrique. Les systèmes actuels ont d’ailleurs cette année battu des records mondiaux de durabilité : Axane a enregistré pour l’un de ses systèmes déployés plus de 14.000 heures de fonctionnement et 11.700 kWh fournis pour alimenter des antennes télécom sur 3 sites différents en montagne (Cruet, La Chapelle et Albens en Savoie) avant que ces antennes ne soient raccordées au réseau électrique. Alimentation de secours Depuis le démarrage du programme H2E, une dizaine de déploiements ont été réalisés en Inde pour pallier les défaillances du réseau électrique local. Un déploiement a aussi été réalisé en France pour assurer le secours électrique d’un centre de données. Il s’agit d’un système de secours électrique de 30 kW développé par AREVA Stockage d’Energie et connecté au centre de traitement de données de Modul’Data Center. Ce système a été inauguré en juin 2012. Homologation d’un système de stockage d’hydrogène haute pression EADS Composites Aquitaine a obtenu l’homologation d’un réservoir d’hydrogène qu’il a développé dans le cadre du projet H2E. Le réservoir homologué, en matériaux composites, a une capacité de 143 litres et peut transporter jusqu’à 200 kWh d’hydrogène (un peu plus de 5 kg) à une pression qui peut atteindre 700 bars. L’homologation de ce réservoir a été acquise après une batterie de tests et essais exigés par la réglementation et indispensables pour démontrer la sécurité et la fiabilité des équipements. Elle ouvre la voie vers de nouveaux challenges avec le démarrage de la production en série et à terme la montée en cadence à plusieurs milliers de réservoirs par an. La fabrication et la vente de réservoirs en matériaux composites pour le stockage de gaz sous très haute pression devient donc une réalité industrielle. Inauguration le 20 juin 2012 du système de secours à pile à combustible AREVA Stockage d’Energie connecté à un data center. © AREVA SE Page 34 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application AUTRES PROJETS DANS LE DOMAINE DES MARCHÉS PRÉCURSEURS Projet BAHyA de tondeuse à gazon L’objectif de ce projet, lancé officiellement en mars 2012, est de fournir, sur la base d’une tondeuse commerciale autoportée, toutes les modifications nécessaires pour un fonctionnement à l’hydrogène. En termes d’innovation, BAHyA est un projet expérimental d’utilisation intensive de la tondeuse à hydrogène et également de régulation et de contrôle du remplissage. L’entreprise MaHyTec basée à Dole (Jura) a modifié la motorisation par un système d’injection pour obtenir un moteur à combustion d’hydrogène et a réalisé le système de stockage solide basse pression à hydrure. Bahya est apparue dans une version améliorée munie de 5 réservoirs d’hydrogène et offre une autonomie de 3h de tonte. L’entreprise ETESIA de Wissembourg (Bas Rhin) est le fabricant de la tondeuse. La société WH2 basée à Lyon en est le distributeur. D’un budget de 130 000 €, ce projet est financé par le Grand Dole, le Conseil Général du Jura, la Région Franche-Comté et l’ADEME.. Projet PacMont Le projet PacMont est financé par l’ADEME dans le cadre d’un projet TiTec. L’objectif est de développer et intégrer une pile à combustible de 10W pour les territoires de montagne et zone polaire pour un fonctionnement jusqu’à -40°C à 4000 m d’altitude. Cela permettra d’alimenter des sites isolés où les panneaux solaires sont inefficaces. Les outils qui seront alimentés seront des capteurs, webcam, balises GPS, station météo, etc. THEMIS : un projet novateur de solution d’autonomie énergétique 100 % renouvelable La start-up ATAWEY s’associe à AIR LIQUIDE et ARELIS pour lancer THEMIS : un projet novateur de solution d’autonomie énergétique 100 % renouvelable. Ce projet, soutenu par l’ADEME, dans le cadre de l’appel à projet TITEC dédié aux technologies de l’hydrogène et des piles à combustible, a été lancé officiellement le 20 janvier 2014. THEMIS est un projet ambitieux de système d’autonomie énergétique, pour la diffusion TV et les télécommunications en sites isolés, destiné à démontrer dans un contexte similaire, aux conditions réelles, la performance des innovations développées par ATAWEY. De taille significative, THEMIS est un projet qui permettra à un site isolé du réseau électrique, d’atteindre une autonomie complète (8MWh/an), sans recours aux énergies fossiles et sans rejet de CO2 et ce, grâce au stockage de grande capacité et de longue durée des énergies renouvelables (solaire et éolienne) produites pendant les périodes de surproduction. Son objectif est de préparer l’ensemble des facteurs indispensables au succès du produit lors de sa mise sur le marché prévue en 2015. Les partenaires du projet sont : Energhy, ingénierie d’intégration, société située en Midi-Pyrénées, FCellSys, plate forme de test pour piles à combustible, société située en Franche-Comté. PaxiTech, fabricant de pile à combustible, société située en Rhônes Alpes, WH2, coordinateur du projet, société située en Rhône Alpes. Il s’agit donc d’un projet trans-territoires : • • • • Coordination projet : WH2 Rhône Alpes Pile à combustible : PaxiTech Rhône Alpes Ingénierie d’intégration : Energhy Midi-Pyrénées Essais en cours (chambre froide + vibrations) chez FCellSys Le projet THEMIS, initié et coordonné par ATAWEY, labellisé par le pôle de compétitivité Tenerrdis, est supporté financièrement par l’ADEME et la Région Rhône-Alpes dans le cadre du dispositif INNOV’R®. Il est également soutenu par AIR LIQUIDE advanced Business & Technologies qui apportera son expertise sécurité dans le domaine des gaz industriels ainsi que sa plateforme technologique destinée à accueillir l’expérimentation sur son centre d’essais situé au cœur du site de Sassenage (Isère). ARELIS, en tant que partenaire industriel, apportera quant à lui sa connaissance des contraintes technico-économiques des spécialistes de transmission ainsi que son expérience dans la conversion d’énergie en sites isolés. Objectif : Validation technico-économique du système d’alimentation énergétique autonome pour les antennes Télécom et TV en sites isolés. Planning prévisionnel : • Démarrage = juin 2014 • Etude + chantier = 8 mois • Mise en service = Février 2015 • Exploitation = 15 mois Page 35 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application 3-2 Transports Entre 2012 et 2013 quelques initiatives intéressantes ont été prises dans le domaine des transports,. En France, on notera quelques projets comme le HyKangoo, l’immatriculation récente de deux véhicules à pile à combustible par Air Liquide, ainsi que la mise en place de l’initiative “Mobilité Hydrogène France” au cours de l’année 2013 avec des résultats très intéressants publiés en 2014. Dans le secteur de la navigation maritime et fluviale, on retiendra également le démarrage du projet NavHyBus à Nantes. LES VÉHICULES AUTOMOBILES ET UTILITAIRES L’HyKangoo par Symbio FCell Le véhicule utilitaire HyKangoo est l’un des projets en vue depuis 2012 dans le domaine des véhicules à pile à combustible en France. Le HyKangoo est un véhicule avec prolongateur d’autonomie dérivé de la version de base électrique (à batterie), le Kangoo ZE de Renault. Le prolongateur d’autonomie est une pile à combustible de 5 kW fabriquée par la PME française Symbio FCell et utilisant l’hydrogène comme combustible. Après intégration, le véhicule HyKangoo a une puissance de 70 CV et une vitesse maximale de 130 km/h. Deux véhicules HyKangoo ont été mis en essai sur le site de Solvay à Tavaux dans le Jura en mars 2012. Ces essais devraient permettre de mesurer l’efficacité réelle de l’association moteur électrique et pile à combustible, le relais étant pris au moment où les batteries commencent à être épuisées. Il est à noter que la société Symbio FCell dispose de capacités opérationnelles pour assurer la production en masse des véhicules HyKangoo. Alors que les batteries seules peuvent assurer une autonomie de 160 km, la version HyKangoo avec prolongateur permet de doubler cette autonomie et d’atteindre 320 km. Le HyKangoo et son réservoir © Symbio FCell Page 36 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application MOBYPOST (FCH JU) : La Poste veut rouler à l’hydrogène Mobypost est un projet collaboratif européen de l’appel 2009 du FCH-JU (Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking) impliquant 4 pays : Allemagne, France, Italie, Suisse et 7 Partenaires industriels ; 4 PME, 3 grands groupes plus des partenaires institutionnels : une école d’ingénieur, un centre de recherche semi-public. Le projet s’étend initialement de février 2011 à février 2014 avec un budget total de 8,2 M€, mais est étendu au-delà du fait d’un retard pris. L’ensemble de la chaîne de production d’hydrogène ainsi que les véhicules sont instrumentés pendant une phase d’expérimentation en conditions réelles de fonctionnement, ceci afin de mesurer leur performance et d’identifier les axes de progrès technique à mettre en œuvre. Les années 2012 et 2013 ont été consacrées aux travaux à deux niveaux : • au niveau des véhicules : conception, simulation, hybridation batterie et pile à combustible, modélisation de la chaîne de traction, choix de l’architecture électrique, etc. Ces tests en laboratoire sont assurés en partie par l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM). Les éléments du véhicule sont intégrés et les tests roulants sont en cours. Après l’homologation des véhicules, les tests en situations réelles avec utilisation par les facteurs de La Poste sont réalisés en 2014. • au niveau de l’infrastructure hydrogène : elles sont opérationnelles et utilisées L’élément central de ce projet innovant réside dans le développement de dix véhicules conçus pour la distribution du courrier et dont les moteurs électriques sont alimentés par des piles à hydrogène produit à partir d’énergie renouvelable. Deux stations de production et distribution d’hydrogène sont construites sur les centres de préparation et de distribution du courrier en Franche-Comté, Audincourt et Lons-LeSaunier. Les électrolyseurs sont alimentés par des panneaux photovoltaïques. L’hydrogène est stocké sous forme gazeuse dans un réservoir à basse pression à partir duquel le plein des véhicules est fait. Ceux-ci sont alors disponibles pour parcourir la tournée du facteur, de manière silencieuse et en ne rejetant que l’eau issue de la transformation de l’hydrogène en électricité à travers la pile à combustible embarquée. En 2014 les essais sont en cours de réalisation par la Poste, cinq véhicules sont déjà fiablisés, les autres en cours d’homologation. Quadricycle MobyPost © Pôle Véhicule du futur Page 37 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application MOBILHyTEst, un projet pour l’émergence d’une filière industrielle hydrogène MOBILHyTEst est un projet structurant dont l’objectif est l’expérimentation pré-industrielle, puis le déploiement de flottes de véhicules électriques avec prolongateur d’autonomie grâce à une pile à combustible alimentée par de l’hydrogène. Ce projet est porté par des acteurs français, capables de constituer des précurseurs d’une future filière : start-up technologiques, groupes industriels, universités et organismes de recherche dont le CNRT-INEVA, FCellSYS, la Fédération de recherche FCLAB.. Ce projet a été déposé à l’ADEME en 2011 en réponse à l’appel d’offre sur les investissements d’avenir. Sélectionné, il est en attente de financement au niveau national. Une phase 1 du projet a été lancée par des partenaires en vue de l’expérimentation entre 2014 et 2016 d’une flotte de 3 véhicules HyKangoo. Cette expérimentation HyKangoo sera faite en partenariat entre l’UTBM, La Poste, Symbio FCell. Station HASKEL © HASKEL Il s’agira d’une expérimentation pour valider en situation réelle des voitures électriques, Renault Kangoo Z.E., utilisées par La Poste et qui vont être équipées du kit prolongateur d’autonomie pile à hydrogène de Symbio FCell. Ces véhicules sont déployés depuis le premier trimestre 2014 sur deux plateformes de distribution du courrier, à Luxeuilles-Bains (Haute-Saône) et à Dole (Jura). Ils associent batteries et piles à combustible offrant une autonomie pour répondre aux conditions d’usage exigeantes de La Poste: tournées supérieures à 100 km, froid, terrain vallonné et montagne. Cette expérimentation vise notamment à démontrer la pertinence de la solution technique et à vérifier que les modalités d’usage sont les mêmes que pour le diesel, en terme de disponibilité, de souplesse et d’autonomie. Ce projet d’expérimentation est labellisé et soutenu par le pôle de compétitivité Véhicule du Futur et cofinancé par le FEDER, le Conseil Régional de Franche-Comté, le Conseil Général du Territoire de Belfort, la Communauté d’Agglomération Belfortaine et la Communauté d’Agglomération du Grand Dole. MOBILHyTEst © ARD Franche-Comté & Pôle véhicule du futur Air Liquide réceptionne 2 véhicules à pile à combustible Air Liquide a réceptionné, en décembre 2013, deux véhicules électriques à hydrogène immatriculés en France et fabriqués par Hyundai. Ces deux véhicules ix 35 FCEV sont les 2 premières voitures à pile à combustible de catégorie M1 à être immatriculées en France. A noter cependant que le premier véhicule à pile à combustible qui fut immatriculé était le F-City H2 de FAM, immatriculé en décembre 2011 dans la catégorie L7e. Les deux voitures du modèle Hyundai ix35 livrées à Air Liquide font partie de la série de 1 000 exemplaires que le constructeur produira d’ici à 2015 dans son usine d’Ulsan, en Corée du sud. Hyundai ix35 FCEV © Air Liquide Page 38 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Projet HyWay : 50 véhicules et 2 stations Dans le cadre de l’appel à projets TITEC, l’ADEME soutient un projet de déploiement de 50 véhicules utilitaires hybrides batteries/hydrogène, localisés autour de 2 stations de distribution d’hydrogène, situées à Lyon et Grenoble. Ce projet, coordonné par Tenerrdis, est également soutenu par l’Etat (via la DREAL) et le Conseil Régional de Rhône – Alpes. Il s’inscrit dans les objectifs de l’Union européenne, déclinés dans le programme régional FEDER. Il se déroulera entre 2014 et 2017. Le but est d’industrialiser des kits hydrogène intégrables aux Kangoo ZE, leur conférant ainsi une autonomie de 300 km en cycle urbain. Il s’agira ensuite d’exploiter en service régulier pendant 18 mois minimum 50 véhicules Kangoo ZE hybrides en région Rhône-Alpes. Les premiers clients de ces véhicules seront Air liquide, Auto-Losange Renault, CEA, CNR, Colas, Compagnie Européenne des transports urgents personnalisés (CETUP), Conseil Général de l’Isère, DHL, DREAL RhôneAlpes, La Poste, Linde Gas, Qualit’Express, Renault Auto Dauphiné, Schneider Electric, Serfim Fileppi, Serfim Serpollet, Syndicat intercommunal des eaux de la région de Grenoble (SIERG) et Tronico. Businova La société albigeoise SAFRA a mis au point un bus de ville hybride baptisé Businova qui présente la particularité de fonctionner à partir de trois motorisations ; électrique, hydraulique et thermique. Cette version a été homologuée en 2014. Son immatriculation officielle a fait l’objet d’une cérémonie à Fonlabour le 25 novembre 2014 en présence du préfet du Tarn et du maire d’Albi. Le premier bus comprend 90 places et il est prévu d’en faire une version 120 places. L’objectif est de créer d’ici 2018, un bus zéro émission en remplaçant le moteur thermique par une solution PAC. Le Immatriculation officielle BUSINOVA le 25 novembre 2014 © la Dépèche du Midi BUSINOVA est soutenu dans le cadre du programme Véhicules du Futur du programme Investissement d’avenir et géré par l’ADEME. Le budget total du projet est de 7,4 millions € dont 3 millions d’aide et a démarré en octobre 2013 pour une durée de 3 ans. Le projet prévoir de développer plusieurs systèmes de motorisations hybrides dont une avec une pile à combustible et batteries. le projet a pour objectif de développer une deuxième version du bus BUSINOVA plus économique et plus respectueuse de l’environnement. Le projet permet la réalisation de démonstrateurs de bus qui auront pour but de : • Repenser le bus et intégrer des innovations fortes : hybridation intelligente (IMobS3), écoconduite (Dufournier), traction électrique (Actia), confort climatique (SAFRA), optimisation batterie (EDF), maintenance prédictive (Phiméca) et hydrogène (Eveer’Hy’Pôle), • Développer un bus de énergétiquement et propre, • Proposer une solution offrant un confort optimal aux passagers et une opérabilité maximale aux opérateurs. Prototype du bus BUSINOVA © SAFRA coût estimé est de 1,5 M €. La société Eveer’hy’pôle est partenaire de Safra, ainsi que les sociétés ACTIA, Phymeca, Imobs 3, EDF et SymbioFCell. L’innovation Businova de Safra a reçu le 10 juin 2014, le Trophée de l’innovation, dans la catégorie “Energie/ Environnement”, une récompense de dimension européenne, qui honore une PME ambitieuse et innovante. grande taille sobre Page 39 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application TRANSPORTS MARITIME ET FLUVIAL NavHybus L’objectif du projet NavHyBus est de concevoir et réaliser un bateau fluvial à passagers propulsé par des moteurs électriques alimentés par une pile à combustible hybridée avec des batteries. Il s’agit d’un projet financé par la région Pays de La Loire et l’ADEME dans le cadre de l’appel à projet TITEC 2012. Il a démarré en janvier 2013 et durera 36 mois. Le bateau fluvial aura une puissance motrice électrique de 2 x 5 kW et sera homologué pour une capacité de 12 passagers et 10 emplacements vélos. Il sera réalisé en vue d’une exploitation test par la société des Transports de l’Agglomération Nantaise (SEMITAN). La couverture du projet s’étend sur toute la partie embarquée du système hydrogène et pile à combustible, jusqu’à la procédure de remplissage des réservoirs d’hydrogène, sans toutefois intégrer la production d’hydrogène et son acheminement jusqu’au bateau. La première navette fluviale française à pile à combustible alimentée en hydrogène © naval architect : Ship-ST / illustration : Graphibus Cette navette, utilisant le vecteur énergétique hydrogène, permettra de minimiser l’impact environnemental de ce moyen de transport. En fonctionnement, elle ne dégagera aucun gaz à effet de serre et sera silencieuse. En ce sens, elle s’intégrera parfaitement à la navigation sur des cours d’eau protégés. • La société MATIS Technologies, spécialisée en conseil et études d’ingénieries, prendra en charge le choix et le dimensionnement du nouveau système constitué par la pile à combustible, le stockage d’hydrogène, la conversion d’énergie et les panneaux photovoltaïque et son intégration dans l’architecture électronique existante. Ce démonstrateur permettra de valider les performances énergétiques, environnementales de la technologie hydrogène-pile à combustible ainsi que la compatibilité opérationnelle de la technologie avec les bateaux à passagers existants. • Ruban Bleu, le constructeur du démonstrateur, est chargé d’intégrer la technologie pile à combustible. • Ship Studio, l’architecte navale, est responsable des phases pré-études et étude du bateau. Il est en charge de l’implantation du système énergétique hydrogène – pile à combustible dans le démonstrateur. • La SEMITAN (TAN), l’exploitant du service Navibus à Nantes, mettra en service commercial, sur une durée de 18 mois, le bateau démonstrateur et assurera sa mise en œuvre dans les conditions réelles d’exploitation du passeur Erdre. Les partenaires du projet NavHyBus sont : • La Mission Hydrogène : le porteur et coordinateur du projet. • Bureau Veritas, pour l’analyse des risques et la préparation de l’homologation du bateau. • L’Institut des Hommes et de la Technologie de l’Université de Nantes, chargé d’une analyse sur les représentations et les motifs d’acceptabilité sociale du projet. Most’H C’est le premier bateau électrique français à hydrogène pouvant transporter 10 passagers, 5,90 m de long et 2,20 m de large fonctionne grâce à une pile à combustible de 1,2 kW. L’hydrogène est stocké sous forme d’hydrure. Le projet a été financé par la région Pays de la Loire et l’ADEME. Essais du Most’H dans le port de Saint-Nazaire sous l’œil attentif de son maire, Joël Batteux © Mission Hydrogène Page 40 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application SHyPER Système Hydrogène pour une Pêche Ecologiquement Responsable Porté par la Mission Hydrogène des Pays de la Loire, le projet SHyPER est au stade de validation de la faisabilité technicoéconomique. Le projet est financé par la Direction des Pêches Maritimes et de l‘Aquaculture. L’objectif est de convertir certaines flottilles de pêche à la propulsion hydrogène-pile à combustible. La Compagnie des Bateaux-Mouches La Compagnie des Bateaux-Mouches a lancé en 2013 la conception et fabrication d’un bateau entièrement propulsé par une pile à combustible alimentée par l’hydrogène. La pile aura une puissance 400 à 500 kW et le premier prototype sera construit par les Chantiers de Haute Seine et livré en 2015 pour sa mise en service. SHyPER... et FILHyPyNE, sa suite logique - Projet d’un bateau de pêche © Bureau Mauric FILHyPyNE : filière hydrogène pour la pêche polyvalente L’objectif est de valider en conditions réelles les performances techniques, économiques, environnementales et sociales. Il s’agit d’un navire polyvalent de 12 mètres avec trois marins embarqués. Les caractéristiques techniques sont les suivantes : • • • • Moteur électrique 200 kW Pile à combustible 210 kW Batteries électriques 124 kWh Hydrogène 120 kg pour 3 jours de mer Page 41 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application TRANSPORT : DEUX ROUES Lancement de l’Alter Bike, le vélo électrique à pile à combustible A l’occasion du 20e congrès des Villes et Territoires cyclables en mai 2013 à Nice, un prototype d’un vélo électrique, l’Alter Bike, a été présenté. L’Alter Bike à pile à combustible est le résultat d’un travail de collaboration entre Cycleurope, Pragma Industries et Ventec. Ce vélo, qui sera commercialisé sous la marque “Gitane”, est équipé d’une pile à combustible développée par Pragma Industries. Ventec développe le système de gestion des batteries permettant d’optimiser l’utilisation de la pile à combustible et de stocker l’énergie de freinage dans des batteries Li-ion. Le groupe Cycleurope, premier fabricant de vélos en Europe assure la conception, la fabrication et la distribution de l’Alter Bike. Afin d’améliorer encore leur produit et avant de se lancer sur le marché grand public, les partenaires ont prévu de commencer l’exploitation de l’Alter Bike sur des flottes captives d’entreprises et/ou de collectivités dès janvier 2014. Ils prévoient une commercialisation grand public à partir de 2016. © Pragma Rechargée grâce à des cartouches d’hydrogène, la pile à combustible permet de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement du vélo. APPLICATIONS AÉRONAUTIQUES Zodiac Aerospace La Société ZODIAC développe un programme qui vise à introduire les piles à combustible dans un avion afin de limiter leur empreinte carbone. Ainsi il a signé un accord de partenariat avec le CEA-Liten en 2012. Le système pile alimenté par de l’hydrogène pourra être placé dans différents endroits de l’avion comme source de puissance distribuée : par exemple dans les galleys, les toilettes, les systèmes d’inertage des réservoirs de carburants, voire APU (Auxilliary Power Unit). Un des projets soutenant cet objectif est le projet HYCARUS financé par le programme européen FCH-JU. Ce projet associe Air Liquide, le CEA, Dassault Aviation, l’INTA, le JRC et ARTTIC et est coordonné par Zodiac Aerospace. Ce projet a démarré le 1er mai 2013 pour 3 ans et dispose d’un budget total de 10 M€. © Zodiac Aerospace Page 42 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application 3-3 applications stationnaires résidentielles ou décentralisées Dans le domaine des applications stationnaires résidentielles ou décentralisées, il y a eu en 2012 et 2013, très peu de réalisations en France. En dehors de quelques expérimentations de laboratoire, aucun projet de démonstration en situation réelle n’a été réalisé. Toutefois, au cours de ces deux années, les acteurs du secteur sont engagés dans des initiatives qui devraient déboucher sur la réalisation (au cours de l’année 2014) de projets concrets, l’installation de systèmes et leur expérimentation, afin de préparer le marché français à ces nouveaux produits. EPILOG et CRONOS, deux projets de démonstration de piles résidentielles Les projets EPILOG et CRONOS ont été sélectionnés pour financement dans le cadre des appels à projet TITEC 2013. Ils concernent tous les deux, l’utilisation de piles à combustible dans les bâtiments. • Le projet EPILOG est coordonné par GrDF et regroupe les partenaires que sont Viessmann, le COSTIC (centre d’étude et de formation pour le génie climatique), le CRIGEN. L’objectif général du projet est de préparer l’introduction commerciale sur le marché français à l’horizon 2015-2016, des systèmes de micro-cogénération à pile à combustible. Son budget est de 296 000 euros. Il s’agira de tester en conditions réelles d’utilisation, 3 systèmes complets de cogénération résidentielle avec des piles de technologie PEM (fabriquées par Panasonic en Allemagne). Ces piles sont semblables à celles mises en service au Japon. Les systèmes seront testés dans des bâtiments neufs répartis dans différentes zones climatiques de la France (Nord Est, Ilede-France, Sud). Tous les systèmes devraient être installés au cours de l’année 2014. Des piles à combustible résidentielles en test à Forbach Dans le cadre d’EPILOG, la ville de Forbach va tester 3 piles à combustible résidentielles. C’est la société Viessmann qui fabrique les piles installées, avec un cœur de pile Panasonic au sein d’un produit packagé, comprenant un ballon de stockage d’énergie et d’eau chaude sanitaire ainsi qu’une chaudière d’appoint. Ces piles ont des puissances électrique et thermique respectivement de 750 W et 1 kW. Deux piles sont déjà en fonctionnement depuis août 2014 : l’une dans le logement communal du concierge du gymnase et du conservatoire de musique et l’autre dans une crèche (Arc-en-ciel) du quartier du Wiesberg. Il s’agit pour celle-ci de la première pile à combustible en test dans un ERP (établissement recevant du public) en France. La troisième pile a été installée fin octobre pour les besoins de deux logements, encore en phase finale de rénovation lors de l’inauguration. L’objectif du projet est de préparer l’introduction commerciale en France à l’horizon 2016 de la pile à combustible résidentielle au gaz naturel à travers une expérimentation en conditions réelles. Les tests de fonctionnement dureront deux années complètes, avec la réalisation de relevés des différents paramètres des installations. Outre la validation des performances des systèmes, le consortium d’experts souhaite contribuer à l’intégration de la technologie pile à combustible dans la Réglementation Thermique. A terme, le projet cible la préparation des règles d’installation et de maintenance afin d’adapter la pile à combustible au marché français. • Le projet CRONOS, financé à hauteur de 691 000 euros par l’ADEME (Titec 2014) permettra de développer une chaudière électrogène utilisant une pile à combustible de technologie SOFC d’une puissance comprise entre 1 et 2 kW électrique et avec un rendement global de 90 %. Ce projet a une forte composante d’étude et Pile à combustible en expérimentation dans une crêche de Forbach © Grégoire Noble d’optimisation technico-économique et d’études des procédés de fabrication et l’industrialisation sur le volet cellules, stack et systèmes. Les livrables de ce projet CRONOS seront un avant projet détaillé et chiffré pour la ligne de fabrication des cellules, pour la ligne de fabrication des stacks et pour la ligne de fabrication de l’appareil complet, associé à une évaluation du coût de l’appareil. Les partenaires du projet sont Auer, ENERCAT et le CEA ; • AUER en tant que spécialiste du chauffage et de systèmes multi-énergies. • ENERCAT (qui reprend les activités, les locaux, les moyens d’essais et le personnel de l’IRMA à partir du 1er mars 2013) en tant que spécialiste du développement de reformeurs. • Le CEA, coordinateur de ce projet, en tant que spécialiste du développement de cellules et d’empilements EVHT/SOFC. La société AUER a participé aux projets GEN-BOX (Générateur électrique autonome et transportable à PEMFC haute température et réformeur multi-combustible) et OSMOSYS (Optimisation d’un stack fonctionnant à température moyenne et Intégration d’un système pour applications stationnaires). Ces nouveaux projets traduisent l’émergence d’une filière hydrogène et pile à combustible dans le secteur du bâtiment en France. Page 43 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Des projets de démonstration européen (FCH-JU) en France : ene.field En France, deux projets de démonstration lancés récemment traduisent la volonté des acteurs nationaux de ne pas rester en marge. Dans le cadre du projet européen ene.field (financé par le FCH-JU), GDF SUEZ a installé en septembre 2014 deux piles en maisons individuelles en Alsace, dans les villes de Haguenau et de Munschhausen. GDF SUEZ devrait en installer au total quelques dizaines dans les deux années à venir en France. Les 2 premières piles déployées (technologie PEM) sont fabriquées par BAXI (groupe BDR Thermea). De Dietrich Thermique est partie prenante afin d’aider à l’installation et à la maintenance de ces systèmes dans ces maisons récentes. Trois autres livraisons sont prévues d’ici 2015 dans les semaines à venir, dans des maisons neuves cette fois-ci. L’hydrogène envisagé dans des bâtiments autonomes à Grenoble l’électricité et la chaleur : un cogénérateur à biomasse ainsi qu’à piles à combustible. Bouygues construction et la ville de Grenoble ont signé un partenariat de recherche et développement pour la construction d’un îlot d’immeubles de logements collectifs visant l’autonomie totale par rapport aux réseaux. Plusieurs options de stockage d’énergie sont à l’étude via le vecteur hydrogène notamment. Ce concept de bâtiment, baptisé ABC (Autonomous Building for Citizens), vise une autonomie totale à l’échelle d’un bâtiment ou d’un quartier sans raccordement aux réseaux d’énergie et d’eau. Les concepteurs, qui utiliseront des systèmes d’énergies renouvelables, envisagent un apport supplémentaire d’énergie via des systèmes de cogénération qui produiront La PEMFC dite HT est une PEM à haute température de l’ordre de 150-200°C ; elle est encore assez peu développée. Elle est concurrencée par la technologie SOFC qui opère à plus de 700°C et offre des perspectives de rendements élevés. Toutefois la présence de nickel à l’anode des SOFC interdit la tolérance au soufre et les dispositifs les plus performants requièrent une durée de montée en température longue avec peu de cycles thermiques. Page 44 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application 3-4 Hydrogène et ENR Les projets sur la thématique ENR/Hydrogène occupent une place importante ces dernières années avec la montée en puissance des énergies renouvelables. Les besoins en stockage et en valorisation de ces ENR font de l’hydrogène le vecteur idéal et des projets “power-to-gas” ont commencé à voir le jour depuis quelques années. En France, GRHYD est un des projets phare dans ce domaine. Il est financé dans le cadre du programme “énergies décarbonées” des investissements d’avenir. - en mode de régulation entre production et consommation d’EnR, l’hydrogène apporte une solution de flexibilité et d’arbitrage entre différentes utilisations finales de l’énergie. GRHYD, une nouvelle filière énergétique gaz naturel / hydrogène pour optimiser l’intégration des énergies renouvelables dans la ville durable. Le projet GRHYD a officiellement été lancé lors des Assises de l’énergie à Dunkerque le 30 janvier 2014. Le projet GRHYD (Gestion des Réseaux par l’injection d’HYdrogène pour Décarboner les énergies) est un projet porté par GDF SUEZ et sélectionné dans le cadre du Programme des Investissements d’Avenir (PIA) suite au lancement en 2011 par l’ADEME de l’AMI “hydrogène et piles à combustible”. Ce projet est une première en France de “Power to gas” (valorisation d’énergies renouvelables par la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau). L’hydrogène produit sera d’une part injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel de GrDF pour l’alimentation d’un éco-quartier et servira d’autre part à l’alimentation de 50 bus roulant à l’Hytane®, mélange d’hydrogène et de gaz naturel. La cérémonie du 30 janvier 2014 a été marquée par la très forte mobilisation des acteurs, représentés pour cette signature au plus haut niveau. Le rituel des signatures s’est déroulé en présence de Michel Delebarre, Ancien ministre d’Etat, Sénateur Maire de Dunkerque et Président de la Communauté urbaine, Bruno Léchevin, Président de l’ADEME, Gérard Mestrallet, Président Directeur Général de GDF SUEZ, ainsi que les représentants des partenaires du projet (Raymond Cointe, Directeur Général de l’INERIS, François Le Naour, Chef de Département adjoint, Département Thermique Biomasse et Hydrogène au CEA, Bernard Brandon, Directeur Général du CETIAT, Michel Gugenheim, Président du directoire de CETH2, Paul Berretrot, Directeur du STDE, Olivier Hérout, Président de GNVERT, Pascal Mauberger, Président du directoire de McPhy Energy, ainsi que les représentants d’INEO, Hervé Comes, Directeur délégué de GrDF, Didier Cousin, Directeur Territorial Nord et Jérôme Gosset, Directeur Général d’AREVA Stockage énergie). Les principaux objectifs du projet GRHYD sont de : • Proposer le vecteur hydrogène comme solution de flexibilité, pour une gestion couplée et optimisée des énergies électrique et gazière : • Valider la pertinence technico-économique d’une filière composée d’hydrogène et de gaz naturel (GN) sur 3 marchés énergétiques : - optimisation des énergies renouvelables par conversion en hydrogène puis stockage et valorisation via le réseau gaz naturel ; - production et commercialisation d’un nouveau mélange combustible hydrogène-gaz naturel répondant aux enjeux des villes et éco-quartiers ; - fourniture de carburant appelé Hythane® à des flottes captives (bus, véhicules de collectivité). Plusieurs résultats sont attendus en termes d’innovation, d’impact environnemental et social, de retombées économiques. La mise en œuvre du projet devrait permettre entre autres : • de développer un gaz GN-H2 distribué par le réseau gaz, des carburants Hythane® pour véhicules et indirectement des véhicules GNV implement adaptés à ces carburants ; • de bénéficier de différentes retombées locales en tant que filière professionnelle de proximité pour différents métiers, de la conception à la maintenance des systèmes énergétiques ; • d’évaluer l’acceptabilité sociale et sociétale de l’usage de l’hydrogène en mélange avec le gaz naturel, dans une solution énergétique dans les domaines des transports urbains et des utilisations stationnaires de la ville ; • de réduire les émissions de GES et les impacts sanitaires de la pollution urbaine sur la population. Le projet GRHYD, démarré en septembre 2013, est prévu pour une durée de cinq ans avec un budget de 15 millions d’euros dont 4,9 millions d’euros provenant du PIA (Plan Investissement d’Avenir) sous forme de subventions et avances remboursables. Le projet est localisé dans la communauté urbaine de Dunkerque où auront lieu les expérimentations de terrain. Les partenaires du projet sont au nombre de douze. Outre GDF SUEZ qui en est le coordonnateur, on a AREVA SE, le CEA, AREVA-H2Gen, CETIAT, COFELY INEO, la Communauté Urbaine de Dunkerque Grand Littoral, GNVERT, GrDF, INERIS, McPhy Energy, STDE (Société des Transports de Dunkerque et Extension). - en mode de stockage, l’électricité renouvelable est directement valorisée sous forme de gaz ; Page 45 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application PLANNING 2030 Démonstration Mobilité Déploiement 2020 2015 Déploiement sur équivalent de 100 flottes de 50 bus 50 bus à Dunkerque 10 flottes de 50 bus réparties dans 10 villes 2030 Démonstration 2015 Déploiement 2020 Logement Dunkerque 23000 clients + 20 villes 6000 clients Dunkerque 23000 clients 210 clients Principe général du Projet GRHYD La Croix-Valmer : le Projet Janus pour l’autonomie énergétique stoppé. La commune de la Croix-Valmer dans le Var (83) localisée dans le Golfe de Saint Tropez, et située en bout de ligne électrique souffre de coupures répétées de l’électricité. Subissant en outre une multiplication de sa population (par 10) lors de la saison estivale, ces besoins de fourniture d’électricité sont souvent non satisfaits. La Croix-Valmer, dans la recherche de solutions à cette situation, a initié le projet Janus. Il s’agit d’un projet innovant permettant de mutualiser un ensemble de systèmes énergétiques constitués de centrales solaires photovoltaïques et de solutions de stockage d’énergie basées sur l’utilisation de l’hydrogène. L’objectif in fine est de contribuer à l’autonomie énergétique partielle et de secourir des bâtiments de la commune. Le projet Janus est labellisé par le Pôle de compétitivité CAPENERGIES de la région PACA, son budget s’élève à 7 millions d’euros. Le financement est assuré à 41% par la Mairie de la Croix-Valmer, 41% par la Région PACA et environ 10% par AREVA SE. Les autres partenaires du projet sont IOSIS, ERDF, ENERDIS et NEOSUN. Après le lancement d’un appel d’offre public, la solution retenue par la commune est la Greenergy Box™ conçue et commercialisée par AREVA SE avec le soutien du programme H2E. La Greenergy Box™ combine un électrolyseur PEM, une pile à combustible PEM ainsi qu’une unité de stockage d’hydrogène (voir figure ci-dessous). La première installation du projet Janus sera réalisée sur le site d’un Centre de Loisirs sans hébergement (CLSH). L’objectif est d’assurer l’autonomie partielle ou effacement du réseau du bâtiment (45% du temps) et le secours électrique en cas de coupure du réseau (autonomie de 12 h à 20 kW de puissance). Le système à installer comprend outre la Greenergy Box™, 29 kWc de panneaux photovoltaïques. Malheureusement, en novembre 2014, la nouvelle municipalité a décidé de stopper le projet qui n’est pas en adéquation avec les capacités financières de la commune. Page 46 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Le projet MYRTE équipé de la Greenergy Box™ Le projet MYRTE, implanté sur le site de Vignola en Corse, permet le couplage d’un parc photovoltaïque de 560 kWc à un système hydrogène. Inauguré en janvier 2012, le système est intégré dans un bâtiment du site et constitué d’un électrolyseur de 10 Nm3/h, d’un stockage d’hydrogène à 35 bars de 28 m3 (environ 1000 Nm3) ainsi que d’une pile à combustible de 100 kW. Il est aujourd’hui complété par une Greenergy Box™. Le système conserve la même capacité de stockage d’énergie (1,75 MWh), mais augmente les possibilités de pilotage passant la puissance d’injection au réseau électrique à 150 kW. Ce projet, développé par AREVA, le laboratoire Sciences pour l’Environnement (Université de Installation de la Greeenergy Box™ sur le site de MYRTE en février 2014 © AREVA SE Corse Pasquale Paoli/CNRS) et le CEA, est labellisé par le pôle de compétitivité Capenergies et cofinancé par la Collectivité Territoriale de Corse, l’Etat français et l’Union européenne. L’unité Greenergy Box™ est constituée d’un container disposant d’un électrolyseur de 13 Nm3/h et d’une pile à combustible de 50 kW. Les systèmes de contrôle-commande ont été renforcés, permettant une plus grande flexibilité de pilotage du réseau, offrant de nouvelles possibilités de scénarios de gestion de l’énergie lors des tests effectués par l’université de Corse/CNRS et le CEA. Cette Greenergy Box™ est la première déployée par AREVA SE. Page 47 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application OSSHY : générateurs d’hydrogène sur site combinant électrolyseur et stockage solide © McPhy Le projet PUSHY (Potential Use of Solid HYdrogen) LASHY (Local Alternative Solid HYdrogen) Ce projet a pour ambition de créer une filière innovante dans le secteur de l’hydrogène industriel. Ce projet regroupe les partenaires suivants : McPhy Energy, WH2, Green Access, Linde, le CEA-Liten. Le projet PUSHY se décompose en deux offres : L’offre LASHY met en contact des producteurs d’énergies renouvelables avec le marché industriel de l’hydrogène. Cette offre est matérialisée par l’installation, sur le site de producteurs ENR, d’un électrolyseur, d’un stockage d’hydrogène et d’un service de gestion de la production d’hydrogène, appelé “système d’arbitrage”. OSSHY (On Site Solid HYdrogen) L’offre OSSHY consiste en l’installation sur le site d’utilisation d’hydrogène de capacités de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau et d’un stockage solide destiné à assurer la continuité de l’activité industrielle dans des conditions optimales de sécurité. La première phase de ce projet a été lancée sur le site de McPhy Energy à La Motte-Fanjas (Drôme). Il s’agit d’un démonstrateur unique en son genre : le premier système couplant à l’échelle industrielle un générateur d’hydrogène sur-site et un stockage de 100 kg d’hydrogène sous forme solide. Constitué d’un générateur d’hydrogène par électrolyse de l’eau, fabriqué par McPhy Italie et alimenté par 60 kW d’électricité provenant du réseau EDF, ce démonstrateur peut produire 12m3/heure d’hydrogène. Ce gaz est ensuite stocké sur un système HDS 100, basé sur la technologie hydrure de magnésium développée et fabriquée par McPhy Energy à La Motte-Fanjas. Ce système inaugure la première gamme commerciale destinée aux utilisateurs d’hydrogène industriel “sur site”, sur les marchés domestiques et internationaux. Ce premier exemplaire, d’une capacité de stockage de 100 kg (soit un contenu énergétique de 3,3 MWh), inaugure une gamme commerciale, qui s’étendra à terme jusqu’à 500 kg d’hydrogène stocké (16,5 MWh). Le projet LASHY, pour Local Alternative Solid HYdrogen entre dans sa phase de concrétisation, suite à la publication d’un avis favorable de l’enquête publique. Le site hydroélectrique au fil de l’eau, localisé à Port-Mort le long de la Seine, produira de l’hydrogène début 2015. Pendant la période d’expérimentation qui durera un an, près de 7500 kg d’hydrogène renouvelable pourront être fabriqués par un électrolyseur McPhy Energy de 65 kW. Les partenaires du projet, financé par la BPI (anciennement ISI OSEO), sont le CEA-Liten, Linde Gas, WH2, McPhy Energy et Green Access. L’hydrogène sera stocké dans des galettes d’hydrure de magnésium, sous forme solide et à faible pression, et conditionné dans des containers permettant un transport par camion aisé jusqu’au site de consommation. Le bilan des émissions de CO2 sera réduit d’un facteur 10 en comparaison avec l’état de l’art. Si la phase de test est concluante, le site pourra être amené à produire 23 tonnes d’hydrogène par an. Le projet PUSHY a un budget global de 12 millions d’euros financé en partie par la BPI/France (anciennement OSEO/ ISI). Page 48 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Le projet INGRID (Projet européen Energie du FP 7) Le projet HyCube (ANR) Le système du projet INGRID consiste à produire, à partir d’électricité renouvelable, de l’hydrogène par électrolyse, à le stocker sous forme solide puis à le réutiliser pour créer de l’électricité via une pile à combustible, ou bien alimenter le marché de l’hydrogène. Le projet HyCube coordonné par le CEA-Liten (budget de 250 000 euros), utilise la plateforme MYRTE située en Corse. Cette plateforme, première française et mondiale, abrite une ferme photovoltaïque de 400 kWc et dispose d’une chaîne de stockage d’énergie sous forme d’hydrogène, composée d’un électrolyseur, d’un stockage d’hydrogène et d’une pile à combustible. Il s’agit d’installer un démonstrateur industriel dans la région des Pouilles (Sud de l’Italie), une zone où sont implantés beaucoup de champs éoliens et photovoltaïques. L’intérêt de ce projet est triple : • Agir sur l’équilibrage du réseau électrique, en permettant de stocker les surplus d’électricité et d’en réinjecter selon les demandes. • Fournir le marché d’hydrogène, en livrant chez des clients consommateurs d’hydrogène des stockages solides remplis d’hydrogène vert. • Tester la mobilité en fournissant de l’électricité générée à partir de l’hydrogène à la station de chargement de véhicule électrique. Ce stockage d’énergie, d’une capacité de 39 MWh, comportera un nouveau générateur d’hydrogène de 1,2 MW à réaction rapide, et un stockage d’hydrogène solide de technologie McPhy de plus d’une tonne d’hydrogène stocké en toute sécurité, la plus grande installation jamais construite. Le projet démarre en 2014. Il a un budget de 23,9 millions d’euros et est financé par la Commission Européenne. Les autres partenaires du projet sont : Hydrogenics (Belgique) pour l’électrolyseur et la pile à combustible, ENEL Distribuzione, filiale de distribution d’électricité en Italie, la région des Pouilles via sa division opérationnelle de l’autorité pour le transfert de la technologie et l’innovation (Agenzia Regionale per la Tecnologia e l’Innovazione) et des centres de recherches tels que Engineering Ingegneria Informatica (Italie), Fundacion Tecnalia Research & Innovation (Espagne) et Ricerca sul sistema Energetico (Italie). Au sein du projet HyCube, McPhy réalise un système de stockage de 24 kg d’hydrogène (équivalent à 800 kWh), ce qui permettra : • D’augmenter significativement la capacité et la souplesse de stockage d’énergie dans des conditions optimales de sécurité. • D’optimiser la contribution de l’installation solaire intermittente au réseau électrique (lissage, écrêtage, adaptation de la production au profil de demande d’un réseau insulaire, etc.). Le projet HYPER (FCH-JU) Le système HYPER consiste à concevoir et commercialiser une plateforme portable flexible, composée d’un stockage d’hydrogène et d’une pile à combustible, destinée à la fourniture d’énergie. Afin de valider l’intégration entre stockage et pile à combustible, deux systèmes sont en cours de développement d’une puissance de : • 100 We pour des applications de recharge par exemple. • 500 We qui serviront d’extension d’autonomie pour les drones. Le projet coordonné par EADS IW a un budget de 4 millions d’euros financés par la Commission Européenne. Les autres partenaires sont Paxitech, l’université de Glasgow, IEn, JRC. Page 49 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application 3-5 les applications portables Dans le domaine des applications portables, systèmes de faibles puissances (< 500 W), des développements sont en cours et la commercialisation de certains produits a été lancée depuis 2012. Le Groupe BIC rachète Ansgtröm Power en 2011 mais donne un coup d’arrêt fin 2014 ! Cartouches HyCan © HyCan L’un des faits marquants dans le domaine des appareils portables à pile à combustible a été l’annonce par le Groupe BIC fin novembre 2011, du rachat par sa filiale canadienne, des actifs de la société Angström Power, fabricant de systèmes piles à combustible de faible puissance. Le prix de rachat est estimé à environ 13,5 millions d’euros. Cette acquisition permet au groupe BIC, qui possède une expertise dans la production de cartouches d’hydrogène, de proposer une solution complète de systèmes d’alimentation pour les appareils portables. BIC prévoyait de commercialiser un chargeur de pile à combustible et des cartouches d’hydrogène mais en novembre 2014, la société BIC a décidé de réduire significativement ses investissements dans la R&D sur les piles à combustible et cherche des alternatives pour valoriser le savoir-faire technologique acquis depuis de nombreuses années. La commercialisation des produits issus du projet HyCan se poursuit Le projet HyCan débuté en 2009 pour une durée de 3 ans, rassemble 4 partenaires industriels (une grande entreprise et trois PME) un laboratoire de recherche et un laboratoire d’essais agréé. • AD-VENTA, société d’ingénierie innovante, ayant breveté un nouveau type de mini-détendeur intégré au boîtier de type aérosol. • PAXITECH, société spécialisée dans le développement et la commercialisation de piles à combustible de faible puissance, pour des applications essentiellement mobiles. • BOXAL, société spécialisée dans la fabrication et la vente de boîtiers aérosols en aluminium. • Institut Néel, CNRS, laboratoire spécialisé dans l’étude des matériaux hydrures. • McPhy Energy, société spécialisée dans la fabrication et la vente d’hydrures et de systèmes de stockage d’énergie. • LEREM, laboratoire spécialisé dans l’étude et essais d’emballages métalliques, agréé par le Ministère chargé des transports pour les marchandises dangereuses. Les développements de produits ont donné lieu à la création de la société HyCan avec pour objectif d’industrialiser et de commercialiser les différents produits innovants issus de ce projet. HyCan propose, en plus des systèmes de stockage, des produits complets associant une pile à combustible développée par la société PAXITECH. HyCan a commencé la fabrication en série de ses produits, ce qui devrait contribuer à faire baisser leur prix de vente. Le projet avait pour objectif le développement d’un ministockage d’hydrogène innovant alliant les avantages du stockage sous forme gazeuse à ceux des hydrures métalliques (densité d’énergie volumique) et son intégration à une pile à combustible de type passif. Cette innovation utilise la technologie employée pour les boîtiers aérosols, en y incorporant un micro-détendeur intégré. Raidlight PaxiTech © PaxiTech Page 50 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application 3-6 les domaines transversaux Quelques faits marquants peuvent être signalés dans le domaine de la réglementation, des normes et de la sécurité. Divers groupes de travail contribuent ainsi à une meilleure compréhension des risques et à la mise en place d’un cadre réglementaire pour l’utilisation des technologies de l’hydrogène et des piles à combustible. 3-6.1 éducation et formation Le marché didactique en France La filière didactique a émergé grâce à la réforme mise en place il y a 3 ans au sein des lycées : la pile à combustible est mentionnée en tant que sujet d’étude pour les filières STI2D et SSI. Pragma Industries connaît bien ce marché. Elle a créé dès 2009 un partenariat avec INFACO, le n°2 mondial de l’électroportatif, et développe son produit “sécateur” : un générateur couplé à un sécateur, très complet permettant de satisfaire toutes les attentes des programmes scolaires. Validés auprès des enseignants de l’académie de Toulouse (obtention de la recommandation de l’Education nationale), ces systèmes sont achetés sur fonds propres par les lycées, ou par appels d’offres dans le cadre de financement par les régions. Récemment, Pragma a ainsi livré 40 systèmes aux régions Bourgogne et Languedoc-Roussillon. Un second produit, Fuel Cell Pack (une PaC en PMMA) a été livré en 30 exemplaires à la région Nord-Pas-de-Calais. Pragma a vendu environ 200 systèmes en France et à l’étranger, aidé par des partenariats avec des distributeurs. Un second acteur du secteur, Heliocentris, est distribué par Systèmes Didactiques en France. Récemment, un système de stockage d’énergie via l’hydrogène intégrant une pile à combustible de 1,2 kW a été installé dans le lycée de Lannion, couplé à des panneaux photovoltaïques, des batteries et un électrolyseur. Le constructeur allemand Heliocentris fournit des piles à combustible destinées à un usage allant du collège à l’enseignement supérieur. La société vend chaque année 2 à 3 unités de 100 W, 2 unités de 50 W et 30 à 45 plus petits systèmes. Une des appréhensions à l’installation des systèmes est le stockage de l’hydrogène. Cependant, en considérant la plus grosse pile fournie par Systèmes Didactiques, qui nécessite un réservoir de 2,5 m3, installé sous forme de 3 réservoirs de stockage hydrure sous 10 bars, une telle quantité d’hydrogène ne suffit pas pour atteindre la limite d’explosivité de l’hydrogène de 4 % dans une pièce de 100 m3. Outre ces produits fournissant un outil complet d’étude sur le cursus des élèves, de plus petits systèmes, beaucoup plus abordables (quelques centaines d’euros contre 2000 à 6000 € HT pour les produits Système didactique Pragma © Pragma Industries Pragma) ont les faveurs des établissements : les petits électrolyseurs de l’Allemand H-Tec, les systèmes du Singapourien Horizon Fuel Cell, ou le jouet véhicule Tamiya de Crea Technologie (France) basé sur la technologie d’Horizon, qui a récemment équipé 22 lycées bretons. Les systèmes didactiques hydrogène et pile à combustible bénéficient d’une plus grande familiarisation de la part des enseignants ces dernières années. Cependant, pour le développement de projets plus conséquents, quelques réserves demeurent. Avec la spécialisation des établissements de l’enseignement supérieur sur les énergies renouvelables et la gestion de l’énergie, de nouvelles opportunités se créent pour les fournisseurs. Ainsi Heliocentris a équipé une université avec un électrolyseur produisant 1000 l/h d’hydrogène sous 30 bars. Ce marché constitue un maillon important de la sensibilisation des jeunes générations aux technologies hydrogène et piles à combustible, et permettront peut-être la naissance de nouveaux passionnés. 24heures de St Jo 2014 ; des micros voitures à hydrogène sur la piste Le lycée technique Saint Joseph organise chaque année les 24 heures de St Jo, un événement qui est l’aboutissement d’un véritable projet pédagogique autour du développement durable, sous l’impulsion de Thiery Maison et Daniel Kern, tous deux professeurs de génie mécanique. L’année 2013-2014 a vu la réalisation au cours de l’année scolaire de prototypes de voiture à hydrogène. Plusieurs équipes d’élèves de seconde, première terminale et aussi de BTS ont réalisé la conception et la fabrication de micro voitures de course avec toute la problématique de l’intégration des composants dans une vraie voiture même si elle est de taille très réduite. Un trophée Hydrogène a été mis en place et la voiture hydrogène même si elle n’a pas gagné face à des concurrentes thermiques a fini à la 5ème place avec une distance parcourue de 253 km. Une initiative mobilisatrice de toute la communauté éducative, avec l’aide de nombreux industriels et la mobilisation des élus. Une sensibilisation intelligente à l’alliance entre technologie et développement durable. Un projet d’internationalisation de l’évènement est en cours de finalisation pour les éditions ultérieures et une initiative à relayer. Page 51 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Circuit pédagogique hydrogène à Albi Le circuit pédagogique de Trifyl, (le syndicat mixte départemental de valorisation des déchets ménagers et assimilés, sur le pôle des énergies renouvelables à Labessière-Candeil dans le Tarn), propose un circuit pédagogique “bis” dédié à l’hydrogène. La production verte d’hydrogène y est présentée et expliquée (reformage du biogaz, électrolyse, voie biologique), des stockages et des utilisations possibles. Une docothèque sur l’H2 est proposée. Ce projet pédagogique est soutenu par Trifyl, l’Ecole des mines d’Albi-Carmaux et l’INRA de Narbonne. 3-6.2 communication et acceptabilité sociale L’hydrogène, encore et toujours au Salon des EnR Initiée en 2010, la journée hydrogène organisée à l’occasion des salons des EnR a été reconduite lors des salons 2012 et 2013 tenus respectivement à Paris et Lyon. En 2012, AFHYPAC a organisé avec Alphéa Hydrogène une journée de conférences le 5 avril 2012 dans le cadre du Salon tenu à Paris, Porte de Versailles. Au total onze communications ont été présentées tout au long de la journée et elles ont concerné divers sujets liés aux technologies de l’hydrogène. En 2013 au Salon de Lyon, AFHYPAC a coordonné la participation des acteurs du domaine, organisé un stand de présentation des réalisations d’acteurs tels que ATAWEY, WH2, Air Liquide Hydrogen Energy, McPhy Energy. Une conférence a également été organisée le 19 février sur le thème “L’hydrogène, vecteur des énergies renouvelables”. 3-6.3 règlementation, normes et sécurité règlementation : l’urgence de son évolution Parmi ses missions prioritaires, l’AFHYPAC s’est fixée comme objectif de proposer une évolution du cadre réglementaire et normatif applicable à l’hydrogène. Pour ce faire l’AFHYPAC se positionne comme l’interlocuteur et l’animateur des acteurs (industriels, centres et instituts de recherche et collectivités porteuses de projets) de la filière hydrogène auprès des pouvoirs publics et des acteurs institutionnels. Il s’agit de travailler et coopérer avec eux à l’évolution harmonieuse et cohérente de la réglementation sur l’hydrogène. L’enjeu pour la filière est de garantir le développement et déploiement des usages de l’hydrogène et des piles à combustible (stockage d’énergie, mobilité, micro cogénération.) dans un cadre réglementaire et normatif adapté. L’AFHYPAC a mis en place un groupe de travail sur la réglementation qui est animé par ALPHEA (Réseau européen et Pôle de Compétences sur l’Hydrogène et ses Applications). Les sessions de travail de l’AFHYPAC ont abouti en 2014 à un document reprenant des propositions d’évolution et de modification des règlements en vigueur relatifs à l’hydrogène et aux piles à combustible, discutées et validées par les acteurs de la filière. Ce document de synthèse de 24 pages, intitulé “Positionnement et doctrine de l’AFHYPAC sur le contexte et cadre réglementaire applicable à l’hydrogène et aux systèmes pile à combustible en France. Propositions des évolutions nécessaires” fait état de 6 propositions concrètes sur la production, stockage, distribution, cogénération, injection d’hydrogène et une feuille de route à moyen et long terme. Ce document a été présenté lors de l’Assemblée Générale de l’AFHYPAC le 26 juin 2014 et a été transmis à la Direction Générale de la Prévention des Risques. Le 28 juillet 2014, le président de l’AFHYPAC a écrit un courrier à la DGPR pour rappeler la position officielle de l’association à propos de l’arrêté relatif aux prescriptions générales applicables à la distribution d’hydrogène alimentant les chariots élévateurs. Dans ce même courrier, l’AFHYPAC insiste sur “l’importance de ce travail en commun engagé et sur lequel les autorités régionales comme les industriels comptent pour instruire rapidement et en toute sécurité les nombreuses demandes de projets de déploiement en cours et à venir”. Une réunion avec la DGPR devait avoir lieu avant la fin de l’année 2014 pour détailler les propositions de l’AFHYPAC avec les services de la DGPR. Pour rappel : les actions menées en 2013 Les contacts avec la DGPR (Direction Générale de la Prévention des Risques) ont été renforcés en 2013 : un rendez-vous avec la Directrice de la DGPR a eu lieu le 3 juin. La présidente d’AFHYPAC était accompagnée d’un représentant de l’ADEME. La Directrice de la DGPR est intervenue le 20 juin 2013 lors de l’assemblée générale d’AFHYPAC sur le thème de l’adaptation du cadre réglementaire à la filière hydrogène-énergie. Une journée de formation sur la sécurité hydrogène à destination de représentants de la DGPR, DREAL (Directions Régionales de l’Environnement de l’Aménagement et du Logement) et sapeurs-pompiers a été organisée le 1er juillet avec l’INERIS. La première version du “Guide de bonnes pratiques pour l’Hydrogène et les Piles à combustible” a été présentée en Assemblée générale AFHYPAC le 12 décembre 2013. Le projet BASHYC pour une meilleure connaissance sur l’accidentologie hydrogène Le projet BASHYC (BASe de connaissance sur l’accidentologie Hydrogène) financé par l’ADEME en 2012 et réalisé en partenariat avec ALPHEA Hydrogène vise à réaliser un état de l’art dans le domaine de l’accidentologie propre à l’emploi de l’hydrogène – énergie. Il s’agit de recenser les incidents, de comprendre le contexte et les causes qui ont mené à ces événements. L’étude réalisée dans le cadre de ce projet a donc permis d’établir un état de l’art des risques et des accidents liés à l’hydrogène, dans le cadre d’applications mobiles (notamment lors d’accidents de la circulation), et d’applications stationnaires, notamment en Europe. Afnor… Normes et règlementations Face à l’impératif que constituent l’émergence et la structuration du marché de l’hydrogène, il est essentiel de conduire des programmes de normalisation cohérents, permettant d’assurer l’interopérabilité et l’adoption de règles de sécurité reconnues. S’inscrivant ainsi au cœur de ces défis, l’actualité normalisation des technologies de l’hydrogène est particulièrement riche depuis quelques années. Page 52 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application Début décembre 2013 se sont tenues en France (à l’AFNOR), les réunions des groupes de travail internationaux de l’ISO/TC 197 «Technologies de l’hydrogène» ainsi que la session plénière de ce dernier. Fort de la participation d’une soixantaine d’experts (dont de nombreux délégués américains, japonais, chinois, allemands et français), cet événement incontournable pour la filière s’est plus particulièrement concentré sur les développements normatifs suivants: Publication de la norme SAE J2601 sur le protocole de remplissage des véhicules à hydrogène • bouteilles et tubes pour stockage stationnaire, sécurité des systèmes à hydrogène, • systèmes d’adsorption de la modulation de pression pour la purification et la séparation d’hydrogène, La SAE (Society for Automobile Engineers) vient de publier une version révisée de sa norme J2601 sur le protocole et le processus de ravitaillement en hydrogène de véhicules utilitaires légers. Elle précise les limites des grandeurs physiques telles que la température du carburant, le débit maximum de carburant, et le taux d’augmentation de pression qui affectent le processus de remplissage des véhicules. La SAE J2601-2014 établit des protocoles de ravitaillement standard avec des objectifs de performance. La norme comprend des protocoles pour les 2 niveaux de pression usuels : 350 et 700 bars. • réservoirs de carburant pour véhicules terrestres, Pompiers : une note d’information • appareils de stockage transportables (sous la forme d’hydrogène absorbé dans un hydrure métallique réversible), • stations-service (et équipements/composants associés). Concernant ce dernier sujet, soulignons la collaboration franco-américaine, traitant de manière consensuelle le délicat sujet des distances de sécurité. A noter également la position leader des experts nationaux sur les bouteilles et tubes pour le stockage stationnaire. L’accueil en France de telles réunions est une opportunité unique pour la filière. Elle permet d’exposer le dynamisme, l’expertise et le volontarisme des acteurs français à la communauté internationale mais également de montrer aux autorités publiques françaises la réalité des déploiements et la nécessité d’œuvrer pour l’implémentation de ces technologies dans notre pays. Un autre évènement a marqué le mois de décembre 2013, la publication de la norme NF M58-00 “Installation des systèmes mettant en œuvre l’hydrogène”. Dans un contexte où le cadre réglementaire est aujourd’hui inadapté et peu flexible, cette norme se propose, sous la forme d’un guide d’installation, de définir l’ensemble des exigences de conception et d’installation à satisfaire pour assurer les conditions de sécurité requises. L’objectif est que la filière se l’approprie largement afin d’insuffler une dynamique en facilitant l’implantation de projets de démonstration et en initiant la mise en place du cadre requis pour la commercialisation sur le territoire. Les acteurs de la filière promeuvent de plus en plus leurs approches technologiques, tant sur le plan national qu’au sein du dispositif international de normalisation, devant l’importance stratégique de la norme comme outil nécessaire et levier au déploiement d’une économie réelle de l’hydrogène. En effet, à chaque étape de ce déploiement, la norme offre des réponses essentielles, en termes : • de compétitivité des industries nationales, • d’innovation et progrès, • de gage de confiance à l’adresse des industriels, pouvoirs publics (autorités en charge des autorisations de fonctionnement) et utilisateurs. L’enjeu pour la France est non seulement de préserver et promouvoir son expertise et son savoir-faire mais également d’encourager la présence nationale face aux intérêts souvent divergents d’acteurs internationaux très actifs dans les groupes de travail de normalisation. Les sapeurs-pompiers français ont réalisé et publié en juin 2013 une Note d’Information Opérationnelle (NIO) “Intervention sur les installations d’hydrogène et les risques liés” concernant l’utilisation d’hydrogène en tant que vecteur d’énergie. La NIO décrit la technologie concernée, les risques liés mais surtout les procédures opérationnelles à mettre en œuvre lors d’interventions. La rédaction d’une NIO constitue une étape importante dans la sensibilisation des acteurs clés de l’acceptation sociétale que sont les sapeurs-pompiers. Celle-ci a été discutée dans les centres de secours. Action Garanties d’origine Hydrogène Renouvelable Initié lors d’une table ronde des premières journées de l’Hydrogène dans les territoires en mai 2013, l’AFHYPAC et l’ADEME ont lancé un groupe de travail pour élaborer, proposer et mettre en œuvre un outil de comptage et de traçabilité de type « garanties d’origine » pour l’hydrogène vert produit à partir de sources d’énergies renouvelables, basé sur la déclaration volontaire des participants et non réglementaire dans une première phase. Le groupe de travail réunit WH2, l’ADEME, Alphéa Hydrogène, l’UTBM, Trifyl, le Conseil Général de la Manche, la CNR, AREVA H2GEN, GDF SUEZ, Air Liquide, EDF, McPHy, Atawey, EON, la Semitan, l’Université de Corse et AREVA. Il s’agit de mettre en place, au cours d’une phase pilote, un premier dispositif s’adressant à des porteurs de projets qui souhaitent valoriser l’hydrogène « vert » produit et / ou utilisé dans leurs projets. Le premier livrable a été diffusé en octobre 2014 par le groupe de travail et est accessible pour les membres sur le site de l’AFHYPAC, il comprend : • Un état des lieux des mécanismes électricité et gaz et propose un mécanisme pour l’hydrogène ; • Un argumentaire sur l’Emission de Garanties d’Origine comportant une description des avantages possibles apportés au fournisseur et au client en fonction des usages commerciaux de l’hydrogène. La phase suivante consistera à valider la définition du référentiel, regarder la compatibilité du référentiel avec le développement d’un outil, et faire valider le référentiel par des utilisateurs potentiels. En parallèle, un projet européen CERTIFHY financé par le FCH JU travaille sur le même thème, il est piloté en France par HINICIO. Il est prévu une interface entre le projet français et le projet européen afin d’harmoniser les démarches. Page 53 - Chapitre 3 - Principaux résultats et fait marquants par domaines d’application CHAPITRE 4 ACTIVITÉ ANNUELLE ET RÉSULTATS PRINCIPAUX PAR ACTEUR 4-1 Recherche & Développement La France dispose d’un tissu de recherche fondamentale et appliquée d’un très bon niveau. Le CNRS, le CEA, les universités et écoles d’ingénieurs sont les principaux acteurs de la R&D publique en France. La recherche amont sur l’hydrogène et les piles à combustible est animée autour des Groupes de recherche (GDR). Les travaux effectués dans les laboratoires ont donné lieu depuis 2012 à de nombreuses publications et brevets dont le nombre est en augmentation. Bilan des GDR ACTHYF et PACS Quelques faits marquants : Entre 2010 et 2013, deux Groupes de Recherches (GDR) du CNRS ont été directement impliqués dans la R&D sur l’Hydrogène et les Piles à Combustible: le GDR n°3270ACTHYF (Acteurs de la Communauté HYdrogène en France, Directeur Michel Latroche, ICMPE, UMR 7182, Thiais) et le GDR n°3339-PACS (Piles à Combustible, Systèmes, Directeur Gérald Pourcelly, IEM, UMR 5635, Montpellier). Depuis le 1er janvier 2014, les deux GdR ont fusionné pour donner naissance au GdR n° 3652-HySPàC (Hydrogène, Systèmes et Piles à Combustible, Directeur Olivier JOUBERT, IMN, UMR6502, Nantes). Axe STOPHE, production, purification, stockage d’hydrogène : L’association des 2 GdR PACS et ACTHYF au sein du GdR HySPàC implique environ 250 chercheurs répartis dans une centaine d’équipes de laboratoires CNRS (INC, INSIS, INSU, INSB, et INP), Universitaires, CEA et industriels (EDF-EIfER, GDF SUEZ, Hélion-AREVA, Axane-Air Liquide, Rhodia, SaintGobain, etc.). la liste des brevets et des différents projets dans lesquels sont impliqués les membres du GDR est donnée en fin d’annexe. Les activités concernent les thématiques de recherche suivantes : • Production d’hydrogène à faible empreinte carbone (géologique, biologique, thermochimique, électrochimique) • Stockage solide d’hydrogène : hydrures métalliques, hydrures complexes, matériaux hybrides et poreux • Conception de réservoirs: haute pression (35-70 MPa), et basse pression (< 10 MPa avec absorbants). • Purification • Catalyse • Sécurité • Modélisation, simulation • Les composants de cœurs de piles et des systèmes. Vieillissement, modélisation, simulation, • Les constituants des cœurs de cellules (PEMFC, SOFC, électrolyseurs PEM et SOEC) : membranes polymères, électrolytes céramiques, catalyseurs, couches de diffusion, plaques bipolaires, etc. • Les systèmes (auxiliaires, gestion électrique, modélisation, diagnostic, hybridation, etc.) impliqués dans les piles à combustible basse température (PEMFC1, DMFC2, DAFC3, etc.) et haute température (SOFC4, ITSOFC5, PCFC6, etc.), et dans l’électrolyse de l’eau (PEMEC7, SOEC8). PEMFC = Proton Exchange Membrane Fuel Cell DMFC = Direct Methanol Fuel Cell 3. DAFC = Direct Alcohol Fuel Cell 4. SOFC = Solid Oxide Fuel Cell Produire de l’hydrogène à température ambiante, c’est possible ! Dans un contexte international très concurrentiel, des équipes du monde entier tentent de mettre au point des catalyseurs à bas coûts, capables de couper les liaisons C-C des composés organiques issus de sources renouvelables, afin de produire de l’hydrogène à basse température. C’est dans ce contexte que des chercheurs de l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS, UMR CNRS 8181- Université de Lille) viennent de mettre au point un catalyseur (nano-oxyhydrure à base de cérium et nickel) et un procédé de production d’hydrogène à température ambiante, à partir d’éthanol issu de la biomasse. L’énergie chimique issue de la grande réactivité entre les espèces hydrures stockées dans le catalyseur et du dioxygène (O2) conduit à un procédé ne nécessitant que peu d’apport d’énergie externe, car la réaction est auto-entretenue à température ambiante. La compréhension du mécanisme de fonctionnement du catalyseur, décrypté grâce à des expériences menées à l’Institut Laue Langevin de Grenoble, est le fruit d’une collaboration entre les chercheurs Lillois et une équipe de l’Institut de Recherches sur la Catalyse et l’Environnement de Lyon (IRCELyon). Des hydrures qui respirent Les hydrures métalliques sont des matériaux qui peuvent absorber réversiblement l’hydrogène gazeux en très grande quantité d’absorption (exothermique) puis de désorption (endothermique) du gaz. Ceci entraîne une forte augmentation de volume du matériau (jusqu’à 20%) qui peut s’apparenter à une respiration. Des chercheurs du CEA-Liten et de Grenoble-INP (3S-R) ont conçu un dispositif expérimental capable de mesurer les effets de ce gonflement. Ils peuvent ensuite calculer les contraintes mécaniques générées sur les parois des réservoirs. Cette approche permet à terme d’optimiser la conception des réservoirs, qui seront plus sûrs, moins volumineux et moins lourds. Ce projet a été soutenu financièrement dans le cadre du projet ANR-HPAC2008-MODERNHY-T (intégrant aussi les partenaires industriels SNCF et PSA). Dans ce projet, une formulation d’un matériau à structure BCC a été proposée par l’Institut Néel, et fabriqué en lots de plusieurs kilogrammes par la société McPhy Energy. ITSOFC = Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell PCFC = Proton Ceramic Fuel Cell 7. PEMEC = Proton Exchange Membrane Electrolysis Cell 8. SOEC = Solid Oxide Electrolysis Cell 1. 5. 2. 6. Page 56 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Axe PACEM, composants de cœur de piles à membrane protonique, vieillissement : Développement et validation de composants et stack d’électrolyse de la vapeur d’eau à haute température (EVHT) Influence de la structure du liquide ionique sur la morphologie de la membrane et son impact sur les propriétés fonctionnelles. Dans le cadre du projet ANR H-PAC 2009 ICARE (CEA-Liten, APERAM, SIMAP, PVDCo, ICB), des revêtements protecteurs destinés à protéger de l’oxydation les interconnecteurs métalliques et à prévenir l’évaporation du chrome ont été développés, caractérisés et mis en œuvre dans un stack d’Electrolyse Vapeur à Haute Température (EVHT) dont la conception et la caractérisation ont été effectuées dans le projet FIDELHYO ANR H-PAC 2010 (CEA-Liten, EIFER, ICMCB, LECIME, APERAM). La durabilité d’un stack de 3 cellules sous cyclage thermique (800°C-20°C-800°C) a été évaluée à 800°C pendant 700 h avec des performances proches de -1.9 A/ cm² à 1.3 V avec une très faible dispersion entre les 3 cellules, validant le design du stack. Les membranes polymères à base de liquides ioniques (LI) sont très prometteuses, en raison de leur forte conductivité ionique et de leur stabilité élevée à haute température dans des conditions anhydres. Cependant, leurs performances en piles à combustible dépendent fortement de la structure chimique des polymères et des LI, ainsi que de la concentration de LI dans la membrane, et en particulier des interactions entre le LI et le polymère. Ainsi une étude approfondie sur l’évolution de la morphologie et les propriétés fonctionnelles de systèmes électrolytes polymères, en fonction de la concentration et de la structure de LI, a été effectuée. L’équipe ELSA (LEPMI), en collaboration avec l’équipe PCI (SPrAM), a obtenu des résultats très originaux sur la structuration du liquide ionique dans la matrice polymère de Nafion (membrane polymère développée or Dupont-Nemours). L’évaluation de membranes à base de liquide ionique a également été réalisée en PEMFC, DMFC et DEFC à haute température (>120°C). Des performances sensiblement supérieures aux membranes à base de PBI (Polybenzimidazole) développées par une collaboration entre AIME (Agrégats Interface et Matériaux pour l’Energie) et l’ICGM (Institut Charles Gerhardt de Montpellier). Etude du vieillissement des assemblages membraneélectrodes pour piles à combustible basse température. L’équipe ESME du LEPMI a étudié des alliages bimétalliques (ex. Pt3Co/C) pour la réduction de l’oxygène à la cathode d’une PEMFC dans le cadre du contrat OSEO H2E piloté par l’Air Liquide. Les matériaux utilisés ont été testés en fonctionnement réel pendant plusieurs centaines d’heures. La dégradation de la couche catalytique cathodique a été examinée à divers stades du vieillissement grâce à différentes techniques de caractérisation complémentaires : physiques (FEG-SEM, HRTEM, STEM-HAADF, XRD), chimiques (ICP-AES, X-EDS) et électrochimiques (voltampérométrie cyclique). Outre les dégradations d’ordre structurel (croissance de cristallites par maturation d’Ostwald, agglomération) liées à la taille nanométrique du catalyseur, une perte continue des atomes de cobalt de l’alliage Pt3Co/C a été observée. Axe SOC, composants de cœur de cellules céramiques, performances et durabilité : Intégration de matériaux innovants dans une cellule SOFC fonctionnant à température intermédiaire Des matériaux issus de brevets conjoints CNRS-EDF ont été utilisés pour réaliser des cellules de piles à combustible à oxydes solides fonctionnant à température intermédiaire. Un nouveau couple cathode / électrolyte (700°C) a été étudié. Les matériaux concernés sont l’électrolyte BaIn0.3Ti0.7O2.85 (BIT07) et les nickelates de terres rares Ln2NiO4+δ (LnN avec Ln = La, Nd, Pr) en tant que cathodes. Dans le cadre du projet ANR H-PAC 2009 INNOSOFC les équipes impliquées (IMN, ICMCB, CEA-Liten, EIFER, Marion Technologies) ont réalisé des cellules complètes à anode support (BIT07 / NiO | BIT07 | GDC | PrN) jusqu’à 100x100 mm2 de surface en utilisant des techniques bas coûts et industrialisables par voies humides (coulage en bande, vacuum slip casting et sérigraphie). Les résultats obtenus ont montré des performances de 200 mW cm-2 à 700°C et 0.7 V pendant plus de 500 heures de fonctionnement . Après le cyclage thermique, le stack retrouve des performances électrochimiques proches des valeurs initiales avec un taux de dégradation de l’ordre de 3-4%/1000h. Un stack de 10 cellules a produit 0.9 m3/h pour un coût estimé à moins de 3 €/kg H2. Axe Systèmes, auxiliaires, modélisation, diagnostic, hybridation : Nouvel outil hardware / software de diagnostic en ligne d’une pile à combustible Dans le cadre du projet européen D-CODE (2011-2014) (partenaires EIfER, FR FCLAB, Univ. Salerno, CIRTEM, BITRON, DANTHERM), un nouveau système de spectrométrie d’impédance pour des piles à combustible PEMFC a pu être développé. Ce système, unique, ne nécessite aucun matériel supplémentaire pour mener à bien cette spectrométrie d’impédance, en temps réel. Il repose sur un pilotage d’une injection d’harmoniques de courant via une modification du contrôle du convertisseur statique de sortie de la pile à combustible. En outre, en s’appuyant sur les résultats de cette spectrométrie d’impédance, des algorithmes de diagnostic ont également pu être développés, Les résultats sont spectaculaires avec plus de 95% de bons diagnostics, sur la base de 5 erreurs différentes sur le système pile à combustible. La méthode est totalement adaptable sur n’importe quel type de système pile à combustible basse température commercial (ici implantation effectuée sur un système Nexa de Ballard). Plateforme MYRTE (Mission hYdrogène Renouvelable pour l’inTégration au réseau Electrique) Ce projet est porté par l’Université de Corse Pasquale Paoli avec pour partenaires principaux AREVA Stockage d’Energie (anciennement HELION) et le CEA. La plateforme met en œuvre le couplage de l’énergie solaire avec une chaîne hydrogène comme vecteur énergétique pour le stockage des énergies renouvelables afin de réaliser des fonctionnalités réseau comme l’écrêtage de pics de consommation électrique. Quelques chiffres-clés : • Exécution du projet de 2009 à 2015 avec un budget de 21 M€, et l’inauguration de la plateforme en janvier 2012, • Electrolyseur de 200 kW à 35 bars et pile à combustible de 200 kW, • Puissance centrale photovoltaïque de 560 kWc sur 3700 m2 avec une production solaire de 700 MWh/an, • Fourniture en électricité d’environ 200 foyers et production de chaleur de 800kWh/j, Page 57 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Les équipes des GDRs ACTHYF et PACS et HYsPàC travaillent en partenariat avec de nombreux industriels et PME dans le cadre d’appels d’offres nationaux (ANR, ADEME) et européens (FCH-JU). On peut citer : APERAM, CTI, RHODIA, PAXITECH, PCA-SA, ARCELOR Mittal, KEMSTREAM, IREPA-Laser, N-GHY, CETH2, Dantherm, SAFT, SpecificPolymers, HT-Ceramics, Rockwood, SFC SymbioFCell, Flaxell, McPhy, Mahytec, etc. Le projet ECCE Véhicule hybride lourd à PAC Le projet ECCE (Evaluation des Composants d’une Chaîne Electrique) soutenu par la DGA impliquait FCLAB (Laboratoire FEMTO-ST, Université de Franche-Comté) et des industriels (HELION, AREVA SE et PANHARD). Il fait suite aux différents projets SPACT80, soutenus par l’ANR, avec pour partenaires HELION, SNCF, CEA-Liten, FCLAB, CNRS, INRETS (devenu IFSTTAR). Il avait pour objectifs : • Intégration, performances et durabilité des PAC PEM (puissance de 80 kW) dans un environnement transport, • Gestion d’énergie en temps réel dans un véhicule à PAC de forte puissance Résultats communs CNRS- INP Grenoble et CEA Dans le cadre du projet MODERNHY-T (voir plus haut “des hydrocarbures qui respirent”, une formulation d’un matériau à structure BCC a été proposée par l’Institut Néel, et fabriqué en lots de plusieurs kilogrammes par la société McPHY. Ce matériau granulaire a alimenté une campagne expérimentale importante. Des expériences de caractérisation classiques des milieux granulaires ont été réalisées (disque tournant, compression en matrice instrumentée), ainsi que des expériences sous hydrogène. Les modélisations proposées sur les bases des caractérisations menées, réussissent à reproduire les efforts créés sur les parois des conteneurs d’hydrures (voir figure ci-dessous), et vont permettre de mieux concevoir les réservoirs d’hydrogène par hydrures. A noter : cet équipement fait maintenant partie d’équipements mis à disposition de la communauté Européenne dans le cadre d’un projet infrastructure (H2FC, http://www.h2fc.eu/) Modélisation des efforts engendrés sur les parois d’un conteneur d’hydrure par la méthode des éléments discrets. Mise en évidence de la non homogénéité des contraintes, plus fortes vers le bas du conteneur. Page 58 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur CEA Le CEA est une institution de recherche positionnée sur l’ensemble de la chaine hydrogène et pile à combustible. Il mène à la fois des travaux amont en collaboration avec le CNRS sur la compréhension des phénomènes physicochimiques et l’étude des mécanismes de dégradation des performances, des développements technologiques sur les composants et aussi l’étude de systèmes intégrant ces composants. Il participe activement au transfert de technologie vers des PME et des start-up et travaille essentiellement au travers de collaborations avec des industriels (avec le support du CIR), des projets ANR, OSEO, FUI et du CIR. Il est en outre le premier bénéficiaire des financements du JTI européen parmi les acteurs européens de la R&D publique. Le principal institut porteur de ces développements est le CEA-Liten basé à Grenoble. Des entreprises comme Peugeot PSA, SymbioFcell, McPhy Energy, Raigi, Air Liquide, AREVA SE, GDF SUEZ, Zodiac sont des partenaires du CEA dans le domaine. Les travaux du CEA sur ec domaine se font essentiellement au CEA-Liten à Grenoble, mais aussi sur le centre du Ripault (près de Tours) où des travaux sont menés sur le développement de réservoirs haute pression de type IV, sur le développement de nouvelles membranes et de plaques bipolaires composites. Quelques travaux du CEA réalisés entre 2012 et 2014 sont présentés ci-dessous. La recherche amont au service de la durée de vie des membranes Le CEA-Liten couple les résultats des moyens de la recherche fondamentale, comme les moyens d’investigation avancés sur les mécanismes de dégradation des membranes ( X, Neutrons…) associés à la modélisation multi-échelle pour trouver des solutions à la dégradation prématuré des membranes et MEA. Ainsi un projet Européen piloté par le Liten, DECODE(FCH-JU), a montré l’augmentation par un facteur 5 de la durée de vie des membranes grâce à une protection évitant la contamination par les ionomères. Premier réservoir de 15 kg d’hydrogène avec McPhy Energy La collaboration avec McPhy Energy s’est traduite par un nouveau succès : la validation d’un réservoir permettant de stocker sous forme solide 15 kg d’hydrogène (trois modules de 5 kg). Le prototype, unique au monde, a donné naissance à un produit commercial déjà vendu à plusieurs exemplaires. Le réservoir stocke l’hydrogène sous forme d’hydrure de magnésium. Il a été validé en termes de quantité de gaz, de débit, de cinétique, de cyclabilité et de conditions de sécurité. McPhy Energy peut s’adapter au besoin de l’application en fournissant un, deux ou trois modules de 5 kg. Un autre projet a été lancé en 2012 avec l’industriel. Baptisé “Hymagine”, il porte sur une nouvelle génération de réservoirs intégrant un échangeur de chaleur. Réservoirs Hymagine (McPhy) 3 x 5 kg d’hydrogène © McPhy Réservoir Agripac Le projet Agripac consiste à développer une solution électrique à base d’hydrogène stocké sous forme d’hydrure et de pile à combustible pour la motorisation d’un tracteur agricole. La société AgCO Massey Fergusson et le CEA-Liten sont les principaux partenaires du projet. Influence de l’humidité présente dans l’hydrogène sur les composants (Projet ANR STHYME) La teneur en eau de l’hydrogène est un paramètre important de son utilisation : elle peut être un facteur positif dans le cas des PEMFC qui demandent une humidification poussée d la membrane, elle peut être un facteur de dégradation et de corrosion des systèmes de stockage par hydrure. Le projet STHYME financé par l’ANR a pour but d’évaluer de façon précise ces conséquences. Le projet STHYME releve le défi de simplifier le séchage du gaz pour trois voies de stockage : • Pour le stockage pression en réservoir acier, en étudiant l’impact de l’humidité sur la corrosion et la fragilisation par l’hydrogène des aciers utilisés, ce qui permet d’adapter le séchage au bon niveau et donc de réduire son coût énergétique et économique, • Pour le stockage sous forme de galettes d’hydrures MgH2, en analysant le comportement de l’hydrure vis-à-vis de l’humidité, en développant des solutions innovantes réversibles adaptées au stockage hydrures, permettant de sécher le gaz en entrée au bon niveau et de le réhumidifier en sortie, cela à moindre coût énergétique, • En développant une solution économiquement compétitive de stockage directe de l’hydrogène humide, si possible à la pression de sortie de l’électrolyseur, grâce à l’utilisation d’un liner interne polymère. Pour mener à bien ce projet, le LITEN s’est appuyé sur un partenariat fort de compétences en systèmes électrolyse et pile PEM, corrosion et fragilisation d’acier par l’hydrogène, polymères et système de stockage hydrures. Des bancs expérimentaux ont été développés pour étudier l’influence de l’humidité sur l’absorption d’hydrogène sur le matériau hydrure MgH2, au CEA et chez McPHY. Un prototype de séchage couplable au système de stockage hydrure a été développé. L’influence de l’humidité sur la corrosion et la fragilisation des aciers de pipe a été étudiée grâce à diverses techniques (chargement cathodique, essais mécaniques sous hydrogène humide,…). La résistance de certains polymères choisis à un hydrogène chargé d’eau a aussi été expertisée par des essais mécaniques sur des éprouvettes simples, et sur des réservoirs rotomoulés. Des tests de dispositifs de stockage à échelle réelle ont été mis en œuvre sur la chaîne hydrogène Greenergy Box sur le site d’AREVA SE (prototypes de stockage de gaz en pression de type I et de type IV, et réservoir à base d’hydrures). En parallèle une analyse technico-économique a permis de consolider les conclusions de l’impact de la chaîne de purification sur la chaîne hydrogène complète Etude du cyclage et de l’humidité sur un réservoir Hydrure Réservoir Hydrure projet AGRIPAC CEA © CEA Le CEA-Liten a développé avec la société McPhy un réservoir contenant 2 Kg d’hydrogène. Une première maquette à l’échelle 1/8 ème a montré que les spécifications étaient atteignables : remplissage de 50 % du réservoir en moins de 30 minutes. Le prototype à l’échelle 1 contenant 2 Kg d’hydrogène a été conçu et testé au CEA. Les tests ont montré un remplissage du réservoir à 50 % en seulement 16 minutes et à 90 % en 36 minutes. Stabilité à long terme des pastilles de MgH2 constituant les réservoirs de stockage d’hydrogène de McPhy Energy La durée de vie en cyclage de ce mode de stockage est indispensable ; Les 8000 cycles réalisés avec succès sur une pastille d’hydrure de magnésium MgH2 à l’échelle 1 (300 mm) permettent à McPhy Energy de garantir une durée de vie de leur stockage supérieure à 10 ans selon les conditions d’utilisation, d’autant que la pastille testée fonctionnait toujours après ces tests accélérés. Au cours de ces 8000 cycles sur une Page 59 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur durée d’essai de 16 mois la pastille a montré une très bonne stabilité de sa capacité massique d’absorption d’hydrogène et une bonne stabilité des cinétiques de charge/décharge. McPHY a pris en compte ces résultats pour améliorer la conception de ses réservoirs. Un autre test a permis de mesurer la tolérance de l’hydrure à des polluants comme par exemple l’eau présente dans l’hydrogène humide. Le test a montré qu’il n’y avait pas dégradation des performances jusqu’à une teneur de 200 ppm of d’eau et 700 cycles. Couplage Energies Renouvelables et Hydrogène Pour soutenir ses projets de couplage entre énergies renouvelables et hydrogène, le CEA dispose maintenant de 4 plates-formes qui lui permettent d’aller du résultat de laboratoire jusqu’au test à l’échelle 1. Ainsi ont été mises en place : • La plateforme Senepi (Pepite) qui permet à Grenoble de faire des démonstrations à petite échelle, de l’ordre de 0,5 M3/h de la faisabilité technique de solutions hybrides H2batteries et la gestion énergétique optimale et simplifiée. • Pushy, Echelle intermédiaire de l’ordre de 5m3/h qui permet d’évaluer de produits de taille représentative, et des stratégies de gestion optimisées technico économiquement. Installation PUSHY CEA Grenoble © CEA • • Prohytec à Cadarache, production de l’ordre de 20 m3/h et qui permet de coupler l’électrolyseur à une vraie source EnR solaire. Myrte en Corse, avec un champ photovoltaïque de 500 kW, électrolyseur de 200kW à 35 bars, d’un système de stockage de l’énergie, une Greenergy Box® et une pile à combustible. Electrolyse haute température et production décarbonée d’hydrogène : le CEA-Liten au meilleur niveau mondial Le CEA-Liten a développé une architecture de stack innovante et a également fait la preuve sur un système complet des performances de sa technologie qui le place en tête au niveau mondial. Architecture TEAM. Développement du stack mince “Team”, une technologie de rupture et du meilleur niveau mondial Le LITEN disposait jusqu’en 2010 de deux stacks prototypes d’électrolyseurs de vapeur d’eau à haute température (EVHT). Il s’agit du stack “Superb”, robuste, performant mais cher, et du stack “Ehtape”, nettement moins cher mais trois fois moins performant décrit dans les rapports d’activités AFHYPAC précédents. Les travaux de 2011 et 2012 ont abouti à la conception d’un troisième stack, “Team”, qui cumule les atouts de ses deux prédécesseurs : aussi performant que “ Superb”, du même ordre de grandeur qu’“Ehtape”. Le coût du stack pour une production d’hydrogène donnée Page 60 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur est réduit de 85 % par rapport à la référence de 2010 même si on est encore loin des conditions du marché et pourrait encore diminuer grâce à de nouvelles cellules dont la densité de courant dépasse 2 A/cm2. De plus, de multiples essais ont montré que la technologie “Team” obtenait d’excellents résultats: un essai d’électrolyse de l’eau à haute température conduit à 800 °C pendant 1200 heures, pour une densité de courant de 0,5 A/cm2, a montré qu’il était possible d’obtenir en régime établi des taux de dégradation de 2 à 3 % par 1 000 heures. Ce résultat situe les performances et la dégradation de ce design au meilleur niveau mondial. Le CEA développe des moyens uniques autour de l’électrolyse haute température, comme le Banc TEDHY (photo cidessous) qui permet d’étudier le comportement des SOEC en pression (1 à 30 bars). Les premiers résultats sont conformes à ce qui est attendu : on observe l’augmentation de la tension réversible (OCV = tension à courant nul) avec la pression. L’adéquation de la valeur expérimentale avec la théorie témoigne de la bonne étanchéité du montage malgré la pression, validant le dispositif expérimental développé. Cette évolution de l’OCV est un avantage indéniable pour le mode pile (SOFC) mais un inconvénient pour le mode électrolyse (SOEC). On montre toutefois que cette énergie électrique supplémentaire à fournir à l’électrolyseur pour fonctionner en pression est de quelques pourcents entre 1 et 10 bars à 1A/cm2 pour 32% de taux de conversion de la vapeur d’eau. Au-delà de 10 bars, l’augmentation de consommation électrique n’apparait pas significative, offrant alors de belles perspectives de gain énergétique à l’échelle du système en limitant la compression de l’hydrogène. De plus, on observe un recul des non linéarités de surtension de concentration à forte densité de courant. Dans ces zones limites de fonctionnement, la pression offre alors la possibilité d’augmenter les taux de conversion ainsi que la production d’hydrogène sans élévation de la tension. Ces résultats remarquables permettront d’affiner les analyses technico économiques de ce procédé de production d’hydrogène à haut rendement. Stack © CEA Banc Electrolyse Haute Température (EHT) © CEA Validation du concept sur le système SYDNEY : un rendement de 90 % est atteint par électrolyse au CEA Une étape importante vient d’être franchie par le laboratoire de production d’hydrogène du CEA-Liten qui a mis au point un système électrolyseur à haute température (700°C) produisant de l’hydrogène à partir de vapeur à 150°C et d’électricité avec une consommation électrique de 3,9 kWh/Nm3 d’hydrogène. Ce prototype dénommé SYDNEY démontre qu’il est possible de produire de l’hydrogène en partant de chaleur à basse température avec des rendements inégalés grâce à une valorisation maximale de la chaleur dans le système. Dans le processus de catalyse, l’hydrogénase inactive (dite apo-hydrogénase) doit être activée in cellulo. C’est cette étape que les différentes équipes de recherche viennent de reproduire in vitro et avec une grande efficacité, grâce à la combinaison d’approches de chimie organométallique et biomimétique, de chimie des protéines et de spectroscopies. Ces résultats ont été publiés en ligne sur le site du journal Nature le 26 juin 2013. Se référer au site : http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7456/full/ nature12239.html De conception 100% CEA, SYDNEY intègre un “stack” (empilement de cellules, cœur de la réaction de production d’hydrogène, architecture TEAM précédemment mentionnée) performant et optimisé en termes de coût, ainsi que les composants auxiliaires nécessaires à la gestion fluidique, thermique et électrique du système, de manière à la rendre autonome. Le système complet est compact, approximativement de la taille d’un réfrigérateur. Il permet de produire entre 1 et 2.5 Nm3/h d’hydrogène, avec un taux de conversion de la vapeur de 50%. Grâce à des échangeurs thermiques haute température performants, il permet de préchauffer les gaz d’entrée en récupérant la chaleur des gaz de sortie lorsque le système fonctionne en mode légèrement exothermique. Le rendement électrique de ce système a été mesuré et excède les 90%, confirmant ainsi expérimentalement le potentiel de cette technologie. Cette démonstration, qui est une première dans ce domaine, permettra d’affiner les analyses technico-économiques de ce procédé de production d’hydrogène à haut rendement. Une hydrogénase activée in vitro Une équipe française composée de membres du CEA, du CNRS, de l’Université Joseph Fourier et des collaborateurs internationaux issus de l’université de Bochum et du Max Planck Institute de Mülheim (Allemagne), ont réussi à activer in vitro une hydrogénase [Fe-Fe]. Cette enzyme catalyse l’oxydation réversible de l’hydrogène au sein des microorganismes, consommant ou produisant de l’hydrogène. Lab Sydney 2 (EHT) © CEA Page 61 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur 4-2 PME ET START-UP Un certain nombre de PME dans le domaine de l’hydrogène et des piles à combustible se sont illustrées en 2012 et 2014. L’exemple parfait de cette dynamique aura été le développement et les réalisations de McPhy Energy. D’autres PME ont poursuivi avec succès leur développement et l’on a même enregistré la création de nouvelles sociétés. McPhy La société McPhy a noué de nombreux accords depuis deux ans, fait des acquisitions externes et a pu financer son développement tant auprès des investisseurs que du public. production et de stockage d’hydrogène a, au début du mois de mars, effectué une entrée remarquée en bourse afin de lever des fonds et augmenter son capital. L’objectif de cette opération est de permettre à McPhy Energy: • d’accélérer son déploiement commercial grâce notamment au renforcement de ses équipes de vente sur les 4 zones clés de développement, les Amériques, l’Europe de l’Ouest, l’Europe de l’Est et la Russie, ainsi que le Moyen Orient et l’Afrique ; • d’accroître ses capacités de production en Allemagne et en Italie pour répondre au fort développement commercial attendu ; • d’intensifier le déploiement industriel de sa technologie exclusive de stockage de l’hydrogène. Cette opération, correspondant à une levée de 32 millions d’euros, permettra à McPhy Energy de mettre en œuvre son plan de développement stratégique. Stockage solide sous forme de galette d’hydrures © McPhy Créée en 2008, McPhy Energy s’est fixée pour mission d’industrialiser et de commercialiser une technologie innovante de stockage solide de l’hydrogène en utilisant des hydrures de magnésium, offrant des avantages uniques par rapport aux autres solutions de stockage de l’hydrogène. La technologie s’adresse au marché de l’hydrogène industriel et des énergies renouvelables. McPhy Energy détient des droits exclusifs sur un portefeuille de brevets uniques, qui sont l’aboutissement de plus de 8 années de recherche au CNRS et au CEA, en partenariat avec l’Université Joseph Fourier de Grenoble. Les capacités d’innovation de McPhy Energy lui ont valu d’être récompensée pour la troisième année consécutive en étant classée dans le top 100 mondial des entreprises écoinnovantes en 2012, classement réalisé par le Cleantech Group et The Guardian. McPhy Energy a débuté en 2011 la commercialisation de ses systèmes de stockage. A partir de l’année 2012, elle a ainsi ouvert sa première filiale internationale en Allemagne Mc Phy Energy Deutschland GmbH et recruté en mai 2013, un représentant pour les territoires américains et anglo-saxons. L’une des étapes majeures franchie par la PME aura été le rachat en décembre 2012 de PIEL, pionnier italien des générateurs d’hydrogène par électrolyse. En septembre 2013, McPhy Energy a pris un nouveau virage stratégique en reprenant à travers sa filiale allemande McPhy Energy Deutschland l’activité de développement et de fabrication d’électrolyseurs d’Enertrag HyTec Gmbh (filiale du groupe Enertrag AG, géant allemand dans le domaine des énergies renouvelables). Avec cette nouvelle acquisition, Mc Phy Energy est désormais à mesure de produire des électrolyseurs de grandes capacités, allant de 500 kW à plus de 2 MW. McPhy a signé des accords de partenariat avec • Atawey : McPhy Energy vient de signer un accord de partenariat pour le marché des sites isolés avec Atawey. Start-up spécialisée dans les solutions d’autonomie énergétique stationnaires (relais télécoms et télévision, habitat isolé, infrastructures hôtelières de tourisme durable, bases vie en montagne, sur des îles ou dans des territoires vastes), Atawey base sa technologie sur le stockage des énergies intermittentes par l’hydrogène. McPhy Energy devient ainsi le fournisseur des systèmes de stockage d’hydrogène sous forme solide qui seront intégrés dans les solutions d’autonomie énergétique d’Atawey. McPhy Energy assurera également la promotion dans le monde entier des solutions d’Atawey, ciblant par exemple les sites difficiles d’accès non raccordés au réseau électrique et pour lesquels l’approvisionnement en carburant est complexe et coûteux. • Electro Power Systems. Dans la foulée de son introduction en bourse, Mc Phy Energy annonçait la signature d’un important partenariat avec la société italienne Electro Power Systems (EPS). Aux termes de cet accord, McPhy Energy devient le fabricant exclusif du nouveau générateur d’hydrogène par électrolyse développé pour être intégré dans la solution à pile à combustible auto-rechargeable ElectroSelf™ commercialisée par EPS. McPhy Energy apporte à EPS son savoir-faire reconnu dans le stockage d’hydrogène et lui donne également accès à ses réseaux de distribution mondiaux. Outre le marché des applications de secours pour les opérateurs télécoms et les centres de données, EPS pourra ainsi pénétrer les nouveaux marchés mondiaux du stockage d’énergie - villes équipées de réseaux intelligents, régions non raccordées, infrastructures industrielles...- qui ont besoin de solutions d’alimentation en énergie verte autonomes et autos rechargeables. • GKN en juillet 2014 afin d’accélérer la diffusion de ses équipements de stockage d’hydrogène sous forme McPhy Energy change de dimension par une introduction en bourse Le premier trimestre 2014 de McPhy Energy aura été fort chargé en activités. La société spécialiste des systèmes de Page 62 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur solide en améliorant leur compétitivité. GKN Powder Metallurgy est le leader mondial des poudres métalliques, des produits frittés et des technologies innovantes dans la métallurgie des poudres, avec un chiffre d’affaires supérieur à 1 milliard d’euros réalisé principalement sur les marchés de l’automobile et de l’industrie. CETH2 La société CETH2 propose des produits et services dans trois domaines d’activité ciblant la production et la purification d’hydrogène : McPhy Energy, fournisseur d’électrolyseur en Californie Un consortium d’entreprises dont fait partie McPhy Energy a remporté, au mois de mai 2014, un marché pour équiper une station-service hydrogène en Californie. Le consortium, mené par Hydrogen Technology & Energy Corporation (HTEC), un leader canadien du développement d’infrastructures d’alimentation en hydrogène, vient de remporter un appel d’offres d’un montant total de 2,125 millions de dollars pour équiper la station-service hydrogène de la ville de Woodside en Californie. Ce marché attribué par la Commission de l’énergie californienne (CEC) fait partie d’un programme de 10 ans (PON 13-607) doté d’un budget de 200 millions de dollars. Il est destiné à l’installation de stations-service hydrogène dans toute la Californie afin d’accompagner la commercialisation de véhicules à hydrogène “zéro émission” McPhy Energy fournira l’électrolyseur qui produira de l’hydrogène vert à partir d’électricité d’origine renouvelable. La station, qui sera équipée des systèmes de distribution conçus par Powertech Labs, sera opérationnelle à la fin de l’été 2015. Elle pourra alimenter plus de 25 véhicules à hydrogène par jour et pourra répondre à un accroissement de la demande. Mc Phy Energy a commercialisé des systèmes et est impliqué dans des projets importants en France et dans différents pays dans le monde ; on peut citer les projets avec ses unités de production et de stockage. On citera entre autres (liste non exhaustive): les projets PUSHY (Potential Use of Solid HYdrogen) et LASHY (Local Alternative Solid HYdrogen), le projet INGRID en Italie, le projet HyCube, le projet européen HYPER, le projet GRHYD dans le Nord de la France. Récemment en octobre 2014, McPhy vient de signer un contrat à une société australienne PETAWATT pour lui fournir une solution intégrée de production/stockage d’hydrogène à partir d’une installation mixte éolien/solaire. Le premier système situé dans le Queensland permettra de stocker 4Kg d’hydrogène et une puissance électrique à stocker de 130 kW. Par ailleurs, McPhy va équiper une centrale thermique en Algérie via la société d’ingénierie italienne Ecisgroup pour fournir un système de refroidissement à base d’hydrogène de l’alternateur. Après un travail de plusieurs années, CETH2 a qualifié de nouveaux matériaux susceptibles de porter les innovations en cours et de participer de manière significative à la roadmap de réduction des coûts des stacks d’électrolyse. CETH2 continue son effort de recherche et qualification qui se caractérise notamment par des campagnes d’essais intensifs et de longue durée. Un focus tout particulier est mis sur la durée de vie des composants et matériaux soumis à de hautes densités de courant. Depuis l’année 2012, CETH2 a développé une nouvelle architecture de stack permettant de produire jusqu’à 15 Nm3/h sous 16 bars. Ce nouveau design intègre les cellules les plus grandes du marché à savoir 600 cm². Ce nouveau design de stack équipe la gamme industrielle d’électrolyseur de CETH2. Sur le plan commercial, CETH2 a développé son offre commerciale de générateurs d’hydrogène on-site par électrolyse PEM de l’eau de 5 à 60 Nm3/h sur la base de stacks de 5, 10 et 15 Nm3/h. Ces générateurs sont disponibles en version indoor et outdoor. Stack Electrolyseur PEM 15 Nm3/h © CETH2 Suite à un partenariat technique entre CETH2 et la société française Sertronic, réputée pour son expertise dans la purification des gaz, CETH2 a développé et intégré dans sa gamme d’électrolyseur une offre de purification gaz de très Page 63 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur haute performance (production d’hydrogène d’une pureté > 99,999%). En juillet 2012, la société allemande iGas, qui appartient à Everwand Druckgastechnik GmbH, a annoncé un partenariat avec CETH2 pour la distribution des électrolyseurs de 5 et 10 Nm3/h en Allemagne. Le marché spécifié est celui du stockage de l’énergie. Electrolyseur PEM : une ligne de produits de 5 à 240 Nm3/h La société allemande est spécialisée et reconnue dans le domaine du gaz, dans l’engineering et la fourniture pour des applications de traitement thermique et de fabrication de verre plat. Ce partenariat est un relais important pour CETH2 en vue d’intégrer le marché allemand. Fin 2012, CETH2 a remporté un appel d’offre international pour la fourniture d’un électrolyseur destiné à une application industrielle en Egypte. Cet électrolyseur, d’une capacité nominale de 24 Nm3/h sous 16 bars constitue la première référence de l’entreprise pour le Moyen Orient. Dorénavant, Symbio FCell, qui travaille en partenariat avec le CEA, a développé des systèmes piles à combustible, intégrant différents cœur de pile dont celui développé au CEA et servant de prolongateur d’autonomie. Il a ainsi développé le véhicule utilitaire HyKangoo (doté d’un prolongateur d’autonomie à pile à combustible) et qui est utilisé dans des projets en France où une clientèle existe. Symbio FCell dispose d’une capacité opérationnelle lui permettant de produire en petites séries des véhicules HyKangoo. Des véhicules HyKangoo de Symbio FCell ont été utilisés dans le cadre de projet de démonstration (voir les faits marquants “Transport”). Michelin actionnaire En mai 2014, SymbioFcell a décidé d’augmenter son capital afin de financer l’industrialisation de ses produits et son développement commercial. Michelin prend, pour soutenir cette start-up, une participation minoritaire mais significative de son capital, accompagnant ainsi les actionnaires historiques de l’entreprise dans cette levée de fonds, fondateurs, dirigeants et fonds d’investissements : IPSA et CEA Investissement au travers du fonds stratégique CEA et de son fonds d’amorçage ATI. AREVA, SMART ENERGIES, sa filiale CETH et l’ADEME créent la coentreprise AREVA H2-Gen L’ADEME, dans le cadre des investissements d’avenir, détiendra à part égale avec AREVA et SMART ENERGIES (actionnaire majoritaire de CETH2), la coentreprise AREVA H2Gen. Cette dernière se concentre sur la fabrication d’électrolyseurs PEM, pour les marchés industriels et le stockage d’énergie, avec une valorisation de l’hydrogène pour les stations-service ou le “Power to gas”. La société, basée en France, disposera d’un site dédié à l’ingénierie et à la production. Elle ambitionne de devenir une référence mondiale dans le secteur de l’électrolyse. Ses sites sont principalement à Aix en Provence et Villebon sur Yvette. Les prises de participation de l’ADEME, intervenant pour le compte de l’Etat, et d’AREVA contribueront à une augmentation de capital de CETH2 visant à financer les investissements nécessaires au développement et à la commercialisation d’électrolyseurs de plus forte puissance. Symbio FCell Symbio Fcell est une jeune société créée en 2010, localisée au Bourget du Lac avec des implantations à Grenoble et Paris. Elle est focalisée sur le développement et la réalisation de systèmes pile à combustible de forte puissance de 10 à 300 kW, destinés notamment à des applications transports soit en prolongateurs d’autonomie (ou range extender), soit en propulseurs (“full power”). Dans le premier cas, il s’agira de prolonger l’autonomie de petits véhicules à batteries, alors que dans le second, la pile à combustible alimentera de gros engins, comme des camions, des bus et des machines spéciales, typiquement des dameuses. A ses débuts, les clients de Symbio FCell étaient surtout hors des frontières de l’hexagone, basés essentiellement en Allemagne, en Scandinavie ou en Suisse (GreenGT). Page 64 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Pile Symbio FCell 5 KW © Symbio FCell Cette prise de participation de Michelin dans le capital de Symbio FCell s’inscrit dans la stratégie globale d’innovation du Groupe Michelin, et plus particulièrement de son IPO (Incubator Program Office). Ce programme accompagne et accélère la mise sur le marché de réelles innovations, au-delà des domaines traditionnels sur lesquels opère le groupe Michelin. Cet accord permet à Symbio FCell de porter sur le marché les technologies développées par Michelin depuis 2003. SymbioFCell à l’Elysée. Par deux fois, en septembre 2014 pour présenter sa Kangoo équipée d’un range extender lors du premier anniversaire de la Nouvelle France Industrielle, et le 27 novembre lors de l’ouverture de la 3 ème Conférence Climatique, le président de SymbioFcell a pu montrer les technologies qu’il a developpées. Fabio Ferrari a notamment déclaré en commentant les commandes qu’il a déjà reçues de plusieurs entreprises et collectivités, “la présentation de cette technologie au plus haut niveau de l’Etat intervient très opportunément pour la filière hydrogène, dont la pertinence économique et environnementale se dessine désormais concrètement”. Pragma Industries Pragma Industries est une start-up de 7 salariés, créée en 2004 et basée à Bidart en Pyrénées Atlantique. L’entreprise est fournisseur d’équipements d’essais pour piles à combustible ainsi que des kits pédagogiques. Ses domaines d’expertise vont de l’ingénierie mécanique, l’électronique, le contrôle et l’automatique à la conception de logiciels et à l’électrochimie. Pragma Industries a participé depuis sa création à plusieurs foires et évènements dédiés à la pile à combustible. La société vient de parachever des développements sur une technologie de pile à combustible en bobine et envisage la production de 50 000 unités de ces piles d’ici à 2015. La pile à combustible en bobine permet d’éviter la présence de plaques bipolaire et de joints. Basé sur des matériaux largement disponibles industriellement (aluminium et PET), Electronique, Ventec, Paxitech. WH2 La société WH2 qui a été créée en octobre 2011 est une SAS de 128 000 euros de capital, et basée à Lyon. WH2 s’inscrit comme un acteur majeur de la production et la fourniture d’hydrogène vert ainsi que la commercialisation de solutions énergétiques destinées à encourager les usages autour de l’hydrogène. Son crédo est la production d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables, le déploiement de solutions d’autonomie et de secours électrique basées sur les technologies pile à combustible, ainsi que la mobilité basée sur l’hydrogène et le gaz naturel. WH2 a déjà à son actif des références en termes de produits commercialisés et de participation à des projets de démonstration. Les actions de WH2 se sont concentrées autour de deux axes : • La poursuite des études et démarches pour l’installation du premier l’électrolyseur sur une unité de production d’EnR décentralisée. WH2 compte être en mesure de livrer ses premiers volumes d’hydrogène vert en 2014. • La mise en place d’offres commerciales pour la commercialisation de matériel utilisant l’hydrogène comme vecteur énergétique. Ceci amène à distribuer des chargeurs d’équipements portables (téléphones, smartphones…, lampe de poche…), des produits ludiques et éducatifs, auprès des entreprises et du grand public. A partir de 2012, différentes offres ont été mises en place : © Pragma Industries le principe de la bobine fournit légèreté et robustesse au système, avec une bonne dispersion thermique, mais surtout un process de fabrication très rapide. Cela permet d’envisager une production de masse rapidement et facilement, avec un système à coût bas. Pragma a testé avec succès des piles de 10 à 200 W fin 2012, permettant de passer à un niveau supérieur dans son développement : un démonstrateur industriel, capable de produire 30 piles par mois. • HyPure pour la commercialisation d’hydrogène vert. • FCSolutions pour la commercialisation et la location de systèmes pile à combustible. • Ouverture du site Internet H2SHOP.fr pour le grand public. • WH2 est devenu distributeur de la première tondeuse 100% hydrogène fabriquée en France et fruit de la coopération entre les sociétés ETESIA et MaHyTec. Les réalisations suivantes sont à mettre à l’actif de la jeune entreprise : • Installation d’une pile à combustible à méthanol à Palavasles-Flots pour alimenter des capteurs sismiques au cours d’une expérience de 5 jours. • Installation d’une pile à combustible au méthanol à 2800 mètres d’altitude pour l’alimentation d’un déclencheur d’avalanches. Installation d’une pile à combustible au méthanol à 2800m d’altitude pour l’alimentation d’un déclencheur d’avalanches © WH2 Fin 2015, la société ambitionne la mise en place d’une unité de production de 50 000 pièces/ an, soit une capacité de production d’une pile à combustible toutes les 2 minutes. Pragma Industries s’est alliée à un fabricant d’unités de stockage hydrogène sur hydrures chimiques, permettant le développement de systèmes compacts, légers et autonomes pour le stockage, compatible avec les utilisations portables et s’affranchissant de la recharge en hydrogène. Pragma Industries participe à divers projets comme celui du vélo électrique Alter Bike (voir Faits marquants “Transport”). Pragma a noué des partenariats avec Bic, Cycleurope, Nexter Page 65 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur AD-VENTA AD-VENTA est une société spécialisée dans le stockage et la distribution des gaz sous pression. Ses activités sont stratégiquement centrées sur le corps du réservoir et l’application utilisatrice. Les solutions développées par ADVENTA s’appuient sur un savoir-faire et des brevets dont l’entreprise est propriétaire. AD-VENTA a consolidé son offre autour de plusieurs lignes de produits : • Micro-détendeur intégré MiniReg pour équiper de petits réservoirs de gaz de 10 à 100 bars, consacrés par le projet HyCan • Petits réservoirs, utilisant une technologie de stockage solide basse pression à base d’hydrure métallique, utilisant le micro détendeur HydReg • Mélangeur de gaz de précision MixKub dont la modularité permet d’aborder de multiples applications (matériaux, médical, etc.). • Détendeur primaire haute pression SIMPLY homologué EC79 utilisé sur le réservoir du HyKangoo • Tête de réservoir hydrogène pour la mobilité de demain de 200 à 700 bars, Smart’Hy D’autre part, l’entreprise fournit des prestations d’ingénierie pour assister ses clients en apportant son expertise, pour personnaliser des produits et pour développer de nouvelles solutions en propre ou pour ses clients. ATAWEY Fondée en 2012, ATAWEY conçoit et fabrique des solutions clés en main d’autonomie énergétique pour les sites isolés intégrant une chaîne hydrogène. Elle propose des solutions étudiées et adaptées aux besoins énergétiques du client. Détenteur primaire haute pression SIMPLY ©Ad-Venta Au cours de l’année 2012, les activités et faits suivants peuvent être notés: • Premières ventes des produits de la famille Minireg • Premières études pour le compte d’OEM de petits dispositifs de stockage • Prises en compte par quelques clients de l’importance de la tête de réservoir • Finalisation de son site internet www.Ad-Venta.com avancées avec plusieurs sites en France et à l’étranger (îles, montagnes et applications industrielles) pour réaliser les premières installations. Dans le cadre du projet THEMIS, avec pour partenaires Air Liquide et Thomson-Broadcast et soutenu par l’ADEME et la région Rhône-Alpes, une unité MYE10 sera installée sur le site de Sassenage en janvier 2015 pour l’alimentation autonome annuelle des antennes Télécom et TV en sites isolés. Le produit ATAWEY intègre un système de stockage court terme (journée) avec des batteries, et un système de stockage long terme (année) avec une Système d’autonomie énergétique pour sites isolés MYE 1 © ATAWEY chaîne hydrogène. Atawey a installé le 4 juillet dernier sa première unité MYE1, système d’autonomie énergétique, sur le site de l’INES (Institut National de l’Energie Solaire) implanté à Savoie Technolac. Le système MYE1 peut restituer une puissance allant jusque 6 kW (3 kW en standard), avec un stockage d’énergie pouvant aller jusqu’à 4 MWh/an. Cette première installation va permettre à Atawey de qualifier les performances du système et fournir un premier retour d’expérience, nécessaire au développement et à la commercialisation des produits de la société. Atawey est actuellement en discussions Page 66 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur HINICIO HINICIO est une société de conseil en stratégie spécialisée dans les énergies et les transports durables. Ses champs d’expertise couvrent les énergies renouvelables, le stockage d’énergie, l’efficacité énergétique et les technologies de transports durables. Par ailleurs, Hinicio a développé depuis cinq ans un pôle de compétences particulier dans le domaine de l’hydrogène et des piles à combustible. La société accompagne ses clients publics (institutions internationales, nationales, régionales et locales) et privés (grands comptes corporate et start-ups innovantes) et les investisseurs “clean-tech” autour de quatre offres de services : • Stratégie • Investissements • Affaires Publiques et réglementations • Projets innovants. HINICIO dispose de bureaux à Paris, Bruxelles, Panama et Montréal. HINICIO participe en ce moment à un projet européen sur l’évaluation techno-économique du stockage de masse de l’hydrogène adossé à des capacités d’EnR renouvelables, dans des cavités souterraines (projet HyUnder). Il a délivré en France des projets dans le domaine de l’hydrogène et des piles à combustible pour le compte de Plastic Omnium, McPhy Energy, Renault et l’Office de l’Environnement de la Corse. Un partenariat signé en 2011 avec EDF CIST a donné ses premiers résultats commerciaux fin 2012 via la signature d’un contrat commercial avec le Ministry of Science, Technology, Energy and Mining of Jamaica (avec un financement de la Banque Mondiale). Le partenariat avec la société allemande LBST a permis de remporter 7 projets réalisés en 2012 pour le compte de la Commission européenne ou du Parlement européen. Clean Horizon Energy La société de consultants Clean Horizon Energy est spécialisée dans les études sur le stockage de l’énergie et les marchés de l’électricité. Clean Horizon Energy produit depuis deux ans des études sur l’hydrogène et son insertion dans un réseau électrique. Elle réalise ainsi pour le compte de l’AFHYPAC une étude sur le rôle de l’hydrogène sur un territoire donné, en prenant en compte les différentes stratégies existantes du territoire sur l’innovation, l’énergie et l’environnement. Elle a réalisé un premier cas d’étude en 2014 sur l’agglomération de Grenoble associée au département de l’Isère et termine le second cas sur l’agglomération de Valence-Romans-Sud Rhône Alpes. Clean Horizon Energy exerce aussi son savoirfaire dans la région Nord-Pas-de-Calais. Trois autres territoires sont prévus ultérieurement. Enea Consulting Enea Consulting est une société de conseil spécialisée dans l’énergie et le développement durable. Dans le cas de l’hydrogène énergie, Enea Consulting conduit des travaux de mesure d’impact environnemental et social et de création d’indicateurs et d’outils d’aide à la décision. Enea Consulting s’est vu confié par l’ADEME une étude sur l’analyse de cycle de vie. Cette étude avait pour objectif d’analyser et de comparer l’impact potentiel sur l’environnement de l’utilisation du vecteur hydrogène dans le cadre de la mobilité. L’IRMA (maintenant ENERCAT ) se lance dans la construction de piles à combustible L’IRMA, spécialiste du développement de catalyseurs et de l’expertise industrielle, est un partenaire historique dans des projets H2&PàC ciblant la conception et la construction de reformeurs de petite puissance (de 0,5 à quelques kW) alimentés en gaz naturel, GPL, kérosène… Afin d’acquérir du savoir-faire sur la fabrication de piles, l’IRMA a financé un programme visant à construire et caractériser une pile PEM Haute Température d’environ 1 kW électrique. Les PEM HT opèrent à plus de 160°C avec des membranes en PBI ou en copolymère de pyridine, achetées directement aux fabricants. Afin de maîtriser la répartition de la température et des écoulements, des modélisations 3D ont été effectuées, débouchant sur la conception de plaques bipolaires et de l’ensemble de la pile. Le prototype de 1 kW électrique comprenant 48 cellules est en cours de montage. Préalablement, des maquettes de 5 cellules ont été construites et testées avec de l’hydrogène pur. La mise en œuvre des bancs de tests des piles et la caractérisation de ces dernières sont effectuées par la société EnerCat issue du rapprochement entre l’IRMA et CTI (Céramiques Techniques Industrielles). Les avantages de la pile de type PEM HT sont les suivants : • Un refroidissement par un liquide caloporteur, permettant une optimisation énergétique. • Une tolérance au CO et aux traces d’H2S, permettant une réduction de la taille du réacteur de shift dans le reformeur et la simplification de la désulfuration, voire la suppression. La PEM HT est encore assez peu développée. Elle est concurrencée par la technologie SOFC qui opère à plus de 700°C et offre des améliorations notables par rapport à la pile PEMFC classique sur deux points : une plus grande facilité de refroidissement de la chaleur générée et une tolérance plus grande au CO. Toutefois la présence de nickel à l’anode des SOFC interdit la tolérance au soufre et les dispositifs les plus performants requièrent une durée de montée en température longue avec peu de cycles thermiques. Pour les PEM HT des perspectives intéressantes sont alors ouvertes grâce au développement de membranes opérant à plus de 200°C. Une des premières applications pourrait être la microcogénération valorisant globalement l’énergie avec un rendement élevé grâce à la production à la fois de chaleur et d’électricité, et même des moyens de climatisation. ENERCAT a repris les activités, les locaux, les moyens d’essais et le personnel de l’IRMA depuis le 1er mars 2013. PaxiTech en plein développement PaxiTech est une start up basée en Isère, fruit d’un essaimage du CEA. Cette société fabrique et commercialise des piles à combustible de faible puissance, connaît une activité en plein essor. Par exemple, la société collabore à la phase de R&D du projet de cœur artificiel initié par la société Carmat. PaxiTech travaille Page 67 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur sur une pile à combustible utilisée comme source d’énergie externe portable qui permettra au patient opéré de disposer d’une autonomie de plus de dix heures. Selon son Président Renaut Mosdale, “La première phase de ce programme de recherche s’achève, avec le développement de démonstrateurs. Mais cela est un tout : il faut que les tests avec le patient se passent correctement, que le cœur fonctionne bien, que toute la chaîne énergétique actuelle nous fournisse des renseignements pertinents par rapport à la vraie utilisation d’un cœur artificiel. Actuellement, nous nous référons à des simulations en terme de besoin énergétique d’un cœur humain”. Chargeur USB Paxitech © PaxiTech Par ailleurs, PaxiTech a annoncé l’ouverture d’une ligne de production de ses systèmes portables sur son site de Comboire (Isère) pour le second semestre 2014. L’objectif est d’avoir, à terme, une capacité de production pouvant atteindre les 100 000 piles par an. L’association d’une pile à combustible PaxiTech et d’une mini-bonbonne d’hydrogène permet de fournir l’électricité pour la recharge d’un appareil photo, d’un GPS ou d’un téléphone mobile, mais aussi pour des petits groupes électrogènes (jusqu’à 500 watts) propres et silencieux. basée à Dole dans le Jura et spécialisée dans le stockage d’énergie, la conception et la fabrication de systèmes de stockage d’hydrogène pour des applications stationnaires et mobiles. Elle développe des réservoirs d’hydrogène pour le stockage solide et des réservoirs de gaz sous pression à liner polymère renforcé par des composites et des réservoirs de stockage solide sous hydrures métalliques. Les réservoirs Mahytec alimentent la première utilisation commerciale grand public d’hydrogène à l’échelle d’un pays. Si vous commandez un cappuccino lors de votre prochain voyage en train, vous pourriez bien tester l’intérêt de l’hydrogène énergie. En effet ce café, s’il est fait grâce à un minibar mobile d’Elvetino dans un train de la compagnie des chemins de fer helvétiques (SBB CFF FFS), vous aurez la chance d’avoir devant vous la première application hydrogène grand public à l’échelle d’un pays. Cette application a été présentée le 4 Avril 2014 à Zurich, et a été mise en service dès le 7 avril 2014. Ce minibar doit disposer de suffisamment d’énergie embarquée pour passer les heures de pointe. La version à batterie souffrait d’un problème d’autonomie. La société CEKA a fourni la pile à combustible et a réalisé l’intégration. 3 Réservoirs 850 litres-30 bars de MAHYTEC Type IV, assemblés pour le projet RENESTA © MAHYTEC Ces derniers sont destinés au grand public ou à des professionnels pour de l’événementiel, la restauration, les travaux de génie civil comme, par exemple, recharger des outils, faire du café, alimenter l’éclairage ou du matériel sonore, sans avoir à tirer de lignes ou sans avoir recours à des groupes électrogènes thermiques. MAHYTEC Des réservoirs MaHyTec pour le projet européen Enersta – RENESTA Ces réservoirs, derniers-nés de la gamme des réservoirs de type IV de MaHyTec ont été retenus par le consortium du projet Enersta-RENESTA pour équiper la station de démonstration en cours d’installation sur le site d’Airbus Defence and Space à Elancourt (78). RENESTA est un projet visant à tester et valider un système autonome d’énergie utilisant l’hydrogène notamment pour l’alimentation de sites de télécommunication. Les partenaires du projet sont: AEG PS, SAFT, CETH2, CASSIDIAN, Fraunhofer ISE, ATERMES et AIRBUS. Sur le site de démonstration, ce sont environ 7 kg d’hydrogène qui pourront être stockés dans un ensemble de 3 réservoirs MaHyTec de 850 litres-eau chacun à 30 bars. Les réservoirs de MaHyTec reposent sur une technologie qui permet d’offrir des gros volumes de stockage à des pressions modérées, tout en ayant une masse globalement 3 fois plus faible que l’équivalent des réservoirs en acier traditionnellement utilisés pour ce type de stockage. La première installation a été réalisée dans le courant de l’été 2014, sur le site de RENESTA pour équiper la station de démonstration en cours d’installation sur le site d’Airbus Defence and Space à Elancourt. Elle consistera en un ensemble connecté de 3 réservoirs verticaux permettant une occupation au sol réduite et des purges facilitées. Pour rappel, la société MaHyTec est une société française Page 68 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur L’hydrogène quant à lui vient des réservoirs MAHYTEC à stockage solide. C’est une des clefs du succès de cette application. Il n’était en effet pas concevable pour les chemins de fer d’embarquer des réservoirs sous pression pour cette application qui roule de wagon en wagon parmi un public dense transporté à grande vitesse. La technologie de MAHYTEC permet de concentrer l’hydrogène dans un réservoir qui contient un hydrure, ce qui permet de conserver et de concentrer l’hydrogène à une pression proche de celle d’un pneumatique, c’est-à-dire à moins de 3 bars et à température ambiante. Mais ce n’est pas tout, pour faire sortir l’hydrogène du réservoir il faut qu’il “dialogue” par un échange de la chaleur avec la pile à combustible qui va transformer cet hydrogène en électricité. C ’est bien sûr l’hydrure que MAHYTEC synthétise dans son atelier mais également la maitrise de cette capacité du réservoir à absorber cette chaleur qui rendent ses réservoirs à stockage solide particulièrement performants, comme cela a été montré dans la série de tests et qui ont convaincu Elvetino et CEKA. LEAF Cette jeune entreprise, créée en septembre 2014, hébergée en incubateur à TECHNOWEST Bordeaux, se positionne sur la conception, l’industrialisation et la fourniture d’unités intelligentes de production locale, de stockage et de conversion d’énergie utilisant l’hydrogénation du CO2. Un premier brevet est en préparation pour dépôt début 2015 et 3 démonstrateurs sont à l’étude sur les segments de marché visés (fourniture stationnaire d’énergie et mobilité) Mais en plus d’être performant, un réservoir doit aussi répondre à des normes pour pouvoir être utilisé et prouver ainsi sa fiabilité et sa sécurité par des tests sévères : des chutes, des températures extrêmes, Le réservoir que MAHYTEC a développé pour cette application est le premier réservoir à stockage solide français certifié pour des applications mobiles transportables. Une première série de 26 minibars a été réalisée conduisant à environ 80 réservoirs MAHYTEC qui ont été livrés fin 2013. C’est grâce à une logistique de remplissage réalisée dans certaines gares par Pangas (une filiale de Linde), que les réservoirs vont passer des trains aux minibars en garantissant toujours un café à la bonne température. MaHyTec parmi les lauréats du concours mondial de l’innovation Le fondateur de la société MaHyTec (pour Matériaux hydrogène technologie) Dominique Perreux a été reçu le 24 juillet 2014 à l’Elysée ainsi que les 109 autres lauréats du concours Innovation 2030. Il y avait à la clé 200 000 euros ainsi que la possibilité pour l’entreprise doloise de participer à la phase suivante du concours afin de bénéficier d’un accompagnement industriel du projet retenu. MaHyTec œuvre en particulier à la conception des solutions pour l’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie dans des appareils stationnaires ou nomades. Les recherchent portent à la fois sur le stockage haute pression et au sein de métaux sous forme d’hydrure, solution plus sure mais où l’échange se fait moins facilement. Le projet Rhymove combine ces deux approches. HDF Hydrogène de France BRALEY BRALEY est une PME située dans l’Aveyron spécialisée dans la récupération et le tri des déchets (bois, déchets industriels bruts) et leur recyclage. Elle utilise 2800 bennes, 55 camionsremorques et 4 semi-remorques à fond mouvant de grand volume. Cette société a manifesté son intention de s’impliquer dans les solutions durables pour la mobilité et le transport de marchandises. Elle projette de développer en tant qu’opérateur de futurs stations Hydrogène en partenariat avec EDF et EIFER, une première station qui pourrait alimenter des flottes captives du territoire aveyronnais et plus généralement de tout le Nord Est de Toulouse en cohérence avec la stratégie de Mobilité Hydrogène France. HDF se positionne comme un futur opérateur global de l’hydrogène. © BRALEY Page 69 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur 4.3 Grands groupes Air Liquide Air Liquide, un des leaders mondiaux dans le domaine de l’hydrogène industriel énergie est aussi un acteur clé dans le domaine de l’hydrogène. Il participe au programme H2E dont il est coordinateur. De nombreuses réalisations, conceptions et déploiements de produits ont été faits dans ce cadre. Les points saillants des réalisations d’Air Liquide ces deux dernières années, dans le domaine de l’hydrogène énergie sont les suivants. Blue Hydrogen : une initiative pour s’engager ! Air Liquide a lancé en 2011 son initiative Blue Hydrogen en s’orientant résolument vers une décarbonisation progressive de sa production d’hydrogène dédié aux applications énergétiques. Concrètement, d’ici à 2020, le Groupe s’engage à produire au moins 50 % de l’hydrogène nécessaire à ces applications sans rejet de CO2. Cet objectif sera atteint en combinant l’utilisation des énergies renouvelables, l’électrolyse de l’eau, le reformage de biogaz, ainsi que l’usage des techniques de captage-stockage du CO2 émis par la production d’hydrogène à partir de gaz naturel. Autre source d’énergie renouvelable prioritaire : le biogaz, Prototype HyES © Air Liquide obtenu par la fermentation de matières organiques. Première étape vers la création d’une filière biogaz, un liquéfacteur de bio-méthane a été installé en 2011. Il valorisera le biogaz en carburant pour les transports en Suède. Dans un pays comme la France, le biogaz pourrait à terme couvrir 10 % de la consommation nationale. Blue Hydrogen permet, par sa progressivité, de faire émerger un marché et de mobiliser les investissements des industriels. Des solutions innovantes pour le marché de l’hydrogène énergie A travers sa filiale Axane, Air Liquide conçoit et commercialise des systèmes stationnaires pour l’alimentation de sites isolés. Axane a développé un nouveau prototype de pile à combustible (HyES) qui a été finalisé et testé au cours de l’année 2012. Cette nouvelle génération de pile offre un coût direct au kWh divisé par 2,5 par rapport à la génération existante et une durée de fonctionnement supérieure à 12 000 heures. En 2012, plus de 200 systèmes stationnaires fabriqués par Axane et alimentés en hydrogène par Air Liquide Hydrogen Energy ont été déployés (offre de service) ou vendus en France, Espagne, Grande-Bretagne. HyPulsion pour développer le marché des systèmes de manutention en Europe En mars 2012, Air Liquide, à travers sa filiale Axane, a créé une co-entreprise avec Plug Power. Air Liquide détient 80 % des parts de HyPulsion dont l’objectif est l’industrialisation et la commercialisation en Europe de piles à combustible pour les véhicules de manutention. HyPulsion a déjà équipé une plate-forme logistique de chariots élévateurs à Vatry et va fournir prochainement une vingtaine de chariots et une station de distribution à IKEA sur son site de Saint Quentin Fallavier en Isère. Air Liquide poursuit la construction de stations-service hydrogène dans le monde Le secteur automobile ayant annoncé la commercialisation de véhicules électriques à hydrogène et pile à combustible d’ici 2015-2017, Air Liquide contribue à l’émergence de cette filière dans le secteur des transports en accompagnant le déploiement des infrastructures de distribution nécessaires à l’échelle mondiale. Air Liquide a mis au point des stations de distribution qui permettent de remplir le réservoir des véhicules avec de l’hydrogène gazeux en moins de cinq minutes et une pression allant jusqu’à 700 bars. A ce jour, plus de 60 stations de distribution d’hydrogène ont été conçues et fournies par Air Liquide. En 2012, Air Liquide a ouvert sa première station de distribution d’hydrogène accessible au grand public pour les voitures particulières en Allemagne, dans la ville de Düsseldorf. Après cette station, 10 nouvelles stations de distribution d’hydrogène seront conçues, construites et déployées au cours des trois prochaines années par Air Liquide dans le cadre d’un projet de démonstration de grande envergure mené par le gouvernement allemand. L’Allemagne sera dotée d’un réseau d’approvisionnement d’au moins 50 stations publiques de distribution d’hydrogène d’ici 2015. Page 70 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Système Commpac 250 fabriqué en série par Axane pour l’Armée de Terre © Air Liquide Le 3 septembre 2014, Air Liquide a inauguré sa première station de distribution d’hydrogène aux Pays-Bas, à Rotterdam, en présence du Secrétaire d’Etat aux Transports et à l’Environnement des Pays-Bas. Cette station s’inscrit dans le cadre du projet “HIT” (Hydrogen Infrastructure for Transport), un projet de déploiement de l’infrastructure hydrogène en Europe avec l’appui financier de l’Union Européenne. Au Japon, le gouvernement envisage d’installer environ 100 stations de distribution d’hydrogène d’ici 2015. Air Liquide entend y assurer la construction d’un grand nombre de ces stations. Très présent dans ce secteur au Japon, le Groupe a déjà installé 3 stations d’hydrogène à ce jour, à Tokyo, Kawasaki et Saga. A cela s’ajoute la conception et l’installation, d’ici 2014, de 3 stations de distribution d’hydrogène de haute capacité (40 pleins par jour), dans les villes de Brême en Allemagne, Birmingham au Royaume-Uni et Bruxelles en Belgique, dans le cadre du projet européen SWARM (Demonstration of Small 4-Wheel fuel cell passenger vehicle Applications in Regional and Municipal transport). Dans le cadre du projet CHIC (FCH-JU), le Groupe a fourni une station de distribution d’hydrogène à Oslo, en Norvège, pour l’approvisionnement de 5 bus d’une société de transport norvégienne, et une autre à Aargau, en Suisse, où la région exploite 5 bus. Il est à noter que depuis juillet 2011, Air Liquide préside le Fuel Cells &Hydrogen Joint Undertaking, forme innovante de partenariat public/privé, conjointement dirigée par la Commission Européenne, la recherche et les entreprises industrielles européennes actives dans ce secteur. Air Liquide installera 4 stations au Danemark et une quinzaine aux Etats-Unis grâce à un électrolyseur alimenté en électricité renouvelable. Les véhicules, avec une autonomie de 500 km, réaliseront le plein en moins de 5 minutes. Ce réseau de stations, effectif d’ici la fin de l’année 2014, sera le premier réseau de distribution mis en œuvre à l’échelle d’un pays. Enfin, Air Liquide va développer un réseau de nouvelles stations de distribution d’hydrogène aux États-Unis pour le grand public en collaboration avec Toyota Motor Sales USA, Inc. (Toyota). Ce projet de développement et de mise en œuvre d’une infrastructure de distribution d’hydrogène totalement intégrée dans le nord-est des États-Unis a été annoncé en Novembre 2014. Il s’inscrit dans la perspective du lancement commercial aux États-Unis du nouveau véhicule électrique à hydrogène du constructeur automobile, dénommé “Mirai”. L’infrastructure de distribution d’hydrogène qui sera déployée dans le nord-est des États-Unis comprendra dans un premier temps douze stations de distribution installées dans plusieurs Etats, et se développera ensuite selon la demande. Ces stations offriront une expérience utilisateur similaire à celle des stations de carburants “classiques”. Airbus Airbus a formé un partenariat avec Parker Aerospace, fournisseur d’Airbus, et spécialisé dans l’intégration de systèmes multifonctions, sur la pile à combustible. Ce partenariat fait partie de la démarche globale d’Airbus dans le développement d’avions plus écologiques et de réduction des émissions. De fait l’avionneur européen travaille au développement de la pile à combustible comme source d’énergie alternative pour l’alimentation électrique de ses appareils au sol et en vol. Dans le cadre du Copenhagen Hydrogen Network, soutenu par la Commission européenne, Air Liquide va installer quatre nouvelles stations de distribution d’hydrogène au Danemark. Ces quatre stations - deux à Copenhague, une à Aalborg et une à Vejle - viendront s’ajouter aux deux stations déjà en service, situées l’une à Copenhague et l’autre à Holstebro. Dans ce partenariat entre Airbus et Parker Aerospace, un démonstrateur sera mis au point et intégré à bord des avions pour la génération électrique à bord. Les rôles sont bien définis : c’est Parker Aerospace qui sera en charge du développement du système complet pile à combustible, et Airbus, de son intégration. Les premiers essais en vol sont prévus pour 2015. Déployées par Air Liquide avec l’aide de son partenaire H2 Logic, elles produiront de l’hydrogène décarboné sur site En rappel, afin d’obtenir davantage de données détaillées sur le potentiel de la technologie des piles à combustible en tant Page 71 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur que générateur de l’énergie électrique nécessaire pour les opérations au sol, un démonstrateur construit par le DLR (Agence Allemande Aérospatiale) a été installé sur un Airbus A320, propriété du DLR, utilisé pour les essais de piles à combustible, sur le site Airbus de Hambourg. Testé en laboratoire en février 2011, ce démonstrateur technologique comprend une pile à combustible qui alimente un moteur électrique entraînant les roues du train avant, permettant ainsi à l’appareil de rouler de façon autonome. L’objectif de ces essais est de valider plus avant le potentiel de la technologie intégrée des piles à combustible pour alimenter les fonctionnalités futures des avions comme le roulage autonome. Pour Airbus, la pile à combustible est un élément essentiel pour réduire de 50 % les émissions de CO2, de 80 % les émissions de NOX et de 50 % le bruit perçu, et ainsi atteindre les objectifs 2020 de l’ACARE (conseil consultatif pour la recherche aéronautique en Europe). Accord Airbus - HySA - National Aerospace Centre Airbus et National Aerospace Centre (Centre national de recherche aérospatiale de l’Afrique du Sud) ont signé un accord en septembre 2014 pour financer conjointement des recherches sur les piles à combustible pour avions de ligne, et qui seraient menées par HySA Systems Competence Centre (Le centre de compétence sud-africain sur l’hydrogène). Le premier projet de 3 ans a été lancé le 2 septembre à l’université de Western Cape au Cap, dans les locaux de HySA Systems. Sachant que le trafic aérien double tous les 15 ans, l’industrie aéronautique se doit de proposer de nouveaux aéroplanes, plus sobres, afin de répondre aux exigences de baisse des émissions de CO2 d’ici 2050. Airbus cherche de nouvelles solutions pour y parvenir. Parmi celles-ci, la pile à combustible à hydrogène en substitution des APU (unité de puissance auxiliaire) a été identifiée. Remplacer les APU alimentées en combustibles fossiles par des piles à combustible permettrait de diminuer les nuisances sonores ainsi que les émissions de CO2. Safran et Cella Energy concluent un accord de partenariat exclusif sur le stockage d’hydrogène Safran et Cella Energy ont signé, le 22 septembre 2014, un accord de partenariat exclusif portant sur le développement de systèmes de stockage d’hydrogène pour alimenter des piles à combustible. La société Cella Energy a mis au point un matériau léger capable de stocker de l’hydrogène sous forme solide. Semblable à une matière plastique, il libère de l’hydrogène lorsqu’il est chauffé à température modérée. Alliant les compétences de Cella Energy dans le domaine des matériaux de stockage de l’hydrogène et celles de Safran dans celui de l’ingénierie aérospatiale, les deux entreprises vont accélérer le développement d’équipements qui pourront exploiter ce matériau unique en vue d’applications embarquées sur aéronef. Cette technologie s’inscrit dans l’optique de développement de «l’avion plus électrique», l’un des programmes stratégiques de Safran dans le domaine aérospatial. Le partenariat qui vient d’être signé prévoit l’accès exclusif de Safran à la technologie de Cella Energy, à l’exclusion des drones, et le financement nécessaire à Cella pour construire un prototype avec Safran. Page 72 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Zodiac Aerospace La Société ZODIAC développe un programme qui vise à introduire les piles à combustible dans un avion afin de limiter leur empreinte carbone. Ainsi il a signé un accord de partenariat avec le CEA-Liten en 2012. Le système piles alimenté par de l’hydrogène pourra être placé dans différents endroits de l’avion comme source de puissance distribué: par exemple dans les galleys, toilettes, systèmes d’inertage des réservoirs de carburants, voire APU (Auxilliary Power Unit) (voir chapitre 3 applications transports). GDF SUEZ GDF SUEZ, bientôt des piles à combustible résidentielles en test GDF SUEZ poursuit ses travaux de veille active et d’évaluation de systèmes réalisés au centre de recherche CRIGEN. Les piles à combustible font partie, chez GDF SUEZ, d’un panel de solutions de micro-cogénération pour les bâtiments résidentiels et tertiaires. Le contexte de l’après Grenelle de l’environnement en France, ainsi que l’entrée en vigueur de la réglementation thermique RT2012 (et de la RT2020 à venir) offrent des opportunités pour les piles à combustible. La Road-Map de GDF SUEZ sur les technologies utilisant le gaz naturel est illustrée sur la figure ci-après. Les piles à combustible présentent en effet les avantages suivants : • Réduction de la consommation d’énergie primaire des logements, en accord avec les exigences de la nouvelle réglementation thermique RT 2012, grâce à de hauts rendements électrique et global, réduction des émissions de CO2 liées à la production d’électricité, • Réduction de la facture énergétique des clients. Les travaux de veille de GDF SUEZ concernent des tests de systèmes, intégrant des piles PEMFC ou SOFC issues de différents constructeurs. GDF SUEZ étudie également les biogaz issus de déchets et de la biomasse et les apports de l’hydrogène, au travers par exemple du projet de fabrication de méthane issu de la biomasse par gazéification et synthèse chimique, ou encore par la valorisation du biogaz en électricité avec une pile SOFC. GDF SUEZ est partie prenante du projet européen enef ield, lancé en septembre 2012, qui vise à expérimenter 1000 systèmes de micro-cogénération à pile à combustible dans 12 pays européens. GDF SUEZ à travers le CRIGEN compte installer dans le cadre de ce projet 27 systèmes de piles résidentielles à partir de 2014. Le CRIGEN entend pour ce faire, collaborer avec des fabricants de systèmes pile à combustible. Les retours d’expérience aussi bien de la part des utilisateurs, que du fonctionnement des systèmes devraient permettre à GDF SUEZ de formuler des recommandations en vue d’améliorer la réglementation sur ces systèmes, tout en proposant avec les fabricants des systèmes adaptés au marché français. La transformation des surproductions d’électricité intermittentes et non programmables en hydrogène ou en méthane de synthèse est une question sur laquelle travaille GDF SUEZ. collaborations autour de sujets relatifs à la Transition Energétique. En 2014, un sixième opérateur (Suisse) a intégré ce Groupe . La plupart de ces opérateurs sont par ailleurs membres de la “North Sea Power to gas Platform” animée par DNV-GL, plateforme dans laquelle est traité le développement du Power to gas en association avec des acteurs de la filière (constructeurs d’équipements, centres de recherche …). Ce groupe permet le financement et la réalisation d’études partagées entre opérateurs, en particulier des études relatives aux impacts de l’hydrogène sur les réseaux de transport. Road-map des technologies gaz naturel pour la cogénération résidentielle/tertiaire (source : GDF SUEZ) Les réseaux existants de gaz naturel pourront accueillir l’hydrogène, dans des limites qui restent à préciser, ou le méthane ainsi produit et permettre leur stockage, leur transport et leur valorisation en mélange avec le gaz naturel et le bio méthane. Le “Power to gas” est au carrefour des métiers de GDF SUEZ dans l’énergie et les services, que ce soit dans la production d’électricité renouvelable, la gestion énergétique, les services à l’énergie, le transport et la commercialisation de gaz naturel. GDF SUEZ s’est donc impliqué très tôt dans le “Power to gas” et s’est engagé dans différents projets qui le dotent d’atouts solides. Le projet phare dans ce domaine reste le projet GRHYD, sélectionné dans le cadre des AMI 2011 et qui sera doté d’un budget de 15 millions d’euros, financés dans le cadre du Plan d’Investissement d’Avenir. Le projet GRHYD a démarré officiellement en septembre 2013. GRTgaz Au sein du GTE, association regroupant l’ensemble des opérateurs européens des réseaux de transport de gaz naturel , un groupe de travail a été créé “Towards a sustainable future for the gas transmission networks” pour étudier notamment le Power-to-gas, partager la problématique entre l’ensemble des opérateurs de réseaux de transport, et définir une position commune pour ses membres. Le GERG (Groupe Européen de Recherche Gazière) s’est également impliqué sur le Power-to-gas, en soutenant la réalisation du projet HIPS (Hydrogen In Pipeline System), dont les résultats ont été publiés fin 2013, la mise en place du Réseau HIPS-NET , animé par DBI-GUT, réseau qui poursuit les travaux réalisés par HIPS, et enfin la construction du projet HYREADY copiloté par DNV-GL et DBI-GUT. En France, l’ATEE stockage est également fortement impliquée dans les problématiques liées au Power to gas. Un démonstrateur pour valider Au vu des résultats des analyses prospectives menées, GRTgaz a décidé fin 2013 de lancer le projet de construire une installation de démonstration de Power to gas. Ce démonstrateur, d’une puissance prévue de 1 MW, est actuellement en cours de définition et le dossier en cours de montage : recherche de partenaires , localisation, financement, etc… La mise en service de cette opération est prévue pour 2017. Des études pour éclairer l’avenir AREVA En 2012 ,une première étude confiée par GRTgaz au cabinet E-Cube a estimé que le potentiel de développement du Powerto-gas à l’horizon 2050 atteignait les 25 TWh électriques. Accord entre AREVA et Schneider Electric sur le stockage d’énergie En 2014, GRTgaz s’est associé à GrDF et à l’ADEME pour financer une nouvelle étude plus large confiée au groupement des cabinets Hespul, Solagro et E&E consultants. L’objet de cette étude, diffusée en octobre 2014, était d’analyser de nombreux scénarios européens de développement et d’en extraire des enseignements ainsi que des éléments de coût et gains . Cette étude a confirmé les ordres de grandeur déjà identifiés : de 20 à 90 TWh électriques stockés via le Powerto-gas en 2050, selon les scénarios. De plus, l’étude a également évalué pour 2030 un potentiel de 2 à 3 TWh et donc dès 2030 le besoin de développer des installations de Power to gas. Le partage d’une vision commune passe par une large coopération En avril 2013 , GRTgaz a rejoint un groupe de 4 opérateurs de transport européens (Pays Bas, Danemark, Belgique, Suède ) et a signé l’accord “Fueling the Future”, afin de définir des AREVA et Schneider Electric ont signé le 6 février 2014 un accord commercial de partenariat concernant le stockage d’énergie : AREVA apportera son savoir-faire sur les technologies hydrogène et pile à combustible avec son produit Greenergy Box TM, dont les composants sont testés depuis décembre 2011 sur le site du projet MYRTE et Schneider Electric apportera sa maitrise de la gestion d’énergie. L’objectif de cet accord est de fournir une solution de stockage d’énergie pour les sites isolés et les zones où l’approvisionnement est limité afin de garantir un approvisionnement fiable en électricité. AREVA et Schneider Electric signent un accord de R&D pour le développement de batteries à flux continu hydrogène/ brome. AREVA et Schneider Electric ont signé début octobre 2014 un accord de R&D visant à développer une solution de stockage d’énergie dite “batterie à flux continu, permettant de produire Page 73 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur et de stocker l’électricité en couplant de l’acide bromhydrique et de l’hydrogène. L’objectif est de fournir une solution de stockage compétitive pour le déploiement des énergies renouvelables. Financé par l’Union Européenne dans le cadre d’un projet KIC InnoEnergy, le projet vise à optimiser un prototype de 50 kW développé par la société EnStorage pour en faire un démonstrateur de 150 kW. Selon les termes de cet accord, AREVA et Schneider Electric testeront la batterie à flux continu en conditions réelles. AREVA pilotera le projet et sera chargé de la fabrication, de l’intégration et de l’installation de la solution de stockage tandis que Schneider Electric s’occupera de la conception, de la fabrication et de l’installation du système de conversion électrique complémentaire. EADS Composite Aquitaine Homologation d’un réservoir haute pression Composite Aquitaine (550 salariés) est un acteur majeur des matériaux composites haute performance. La filiale à 100% d’EADS fait partie des quelques constructeurs, dans le monde, capables de se positionner sur les marchés de stockage de l’hydrogène à 700 bars et donc de bénéficier des perspectives de développement qui vont apparaître dans les toutes prochaines années. Partenaire majeur du programme H2E, Composite Aquitaine dirige le volet conception et fabrication des bouteilles composites 700 bars qui seront mis en œuvre pour le stockage et le transport de l’hydrogène. Composites Aquitaine a obtenu en juin 2013 l’homologation complète de la bouteille 143 litres de 1ère génération, et a livré depuis plus de 150 bouteilles série à Air Liquide pour utilisation sur les sites isolés. Parallèlement, Composites Aquitaine a entamé le développement de la 2ème génération devant aboutir à l’homologation d’une bouteille d’environ 300 litres début 2016. Fort de son expérience et de son avantage technologique sur les bouteilles type IV/700b (il y a moins de 10 entreprises dans le monde maîtrisant cette technologie), Composites Aquitaine affiche une stratégie ambitieuse consistant à valoriser et développer cette technologie afin de devenir un acteur mondial sur les différents marchés de l’hydrogèneénergie (automobile, aéronautique, stockage d’ENR, domestique,). Page 74 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur Page 75 - Chapitre 4 - Activité annuelle et résultats principaux par acteur CHAPITRE 5 LES PROGRAMMES ET INITIATIVES À L’ÉCHELLE LOCALE 5.1 Région Pays de Loire • Une référence en matière d’hydrogène dans le domaine du maritime et du fluvial En région Pays de Loire, la mission Hydrogène Pays de Loire (MH2) regroupe et anime les acteurs locaux autour de veilles et de projets. Elle est parrainée par la région, l’ADEME et la DIRRECTE (direction régionale des entreprises, de la concurrence, de la consommation, du travail et de l’emploi). Elle s’intéresse particulièrement aux applications de l’hydrogène dans les secteurs maritime et fluvial. Plusieurs projets ont ainsi été entrepris dans l’estuaire de la Loire autour de Nantes, Saint Nazaire et Le Croisic. Most’H : C’est le premier bateau électrique français à hydrogène pouvant transporter 10 passagers, 5,90 m de long et 2,20 m de large fonctionne grâce à une pile à combustible de 1,2 kW. L’hydrogène est stocké sous forme d’hydrure. Le projet a été financé par la région Pays de la Loire et l’ADEME. Les principaux projets déjà réalisés sont : • POMER, développement d’un module énergétique autonome roulant et fonctionnant avec une pile à combustible à hydrogène. • Bâtiment ABALONE à Saint-Herblain : Mise en service en décembre 2011 d’un système comprenant une éolienne, un électrolyseur et un stockage d’hydrogène à 200 bars, une pile à combustible PEM Hydrogenics de 12,5 kW avec récupération de la chaleur, le tout intégré dans un bâtiment tertiaire. La pile doit donner au bâtiment son autonomie énergétique. Le projet de 150 k€ a été financé sur fonds privés Abalone ; il associe Pure ET, Urban Elec, Eolys, Air Liquide, Danielo électricité, Mission Hydrogène. • Most’H, Construction d’un bateau de loisir électrique. L’énergie électrique est fournie par une pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène. Les conclusions de ce projet ont montré toute la pertinence de ce nouveau modèle énergétique pour des bateaux de pêche côtiers, tant aux niveaux économique, social que technique. Ce projet a un coût de 650 k€ dont 408 k€ d’aide publique. Il associe la Mission Hydrogène, Bureau Mauric, Ricep, COREPEM, CEPRALMAR, CME-OP, ENSM. • SHyPER : Etudes de transférabilité des bateaux des flottilles de pêche vers un système à pile à combustible à hydrogène. Porté par la Mission Hydrogène, ce projet a été financé par la Direction des Pêches Maritimes et de l‘Aquaculture (DPMA) de 2009 à fin 2011. Les résultats de SHyPER montrent que, dès 2016, cette technologie présente un intérêt économique pour les entreprises de pêche. • IDYLHYC, (Ile D’Yeu, L’HYdrogène Chaîne) : le projet concerne une expérimentation pré-industrielle, adossée à une plateforme technologique, pour le développement des technologies de l’hydrogène au service de la performance énergétique dans une île de taille modeste. Il a pour objectif de produire de l’hydrogène «vert» par couplage d’un électrolyseur à un champ de petites éoliennes. L’hydrogène ainsi produit alimentera une flotte d’engins captifs, dédiés à la mobilité des biens et des personnes (terrestre et maritime). Le projet phare reste cependant NavHyBus (voir la partie Faits marquants Transport). Son objectif est de concevoir et réaliser un bateau fluvial à passager propulsé par des moteurs électriques alimentés par une pile à combustible hybridée avec des batteries. Il s’agit d’un projet financé par la région Pays de La Loire et l’ADEME dans le cadre de l’appel à projet TITEC 2012. Il a démarré en janvier 2013 et durera 36 mois. Page 78 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale Bateau Most’H © Mission Hydrogène • SHYper : Système Hydrogène pour une Pêche Ecologiquement Responsable. Porté par la Mission Hydrogène des Pays de la Loire, le projet SHYper est au stade de validation de la faisabilité technico-économique. Le projet est financé par la Direction des Pêches Maritimes et de l‘Aquaculture. L’objectif est de convertir certaines flottilles de pêche à la propulsion hydrogène-pile à combustible. SHyPER... et FILHyPyNE, sa suite logique - Projet d’un bateau de pêche © Bureau Mauric • FILHyPyNE : filière hydrogène pour la pêche polyvalente. L’objectif est de Valider en conditions réelles les performances techniques, économiques, environnementales et sociales. Il s’agit d’un navire polyvalent de 12 mètres avec trois marins embarqués. Les caractéristiques techniques sont les suivantes : • Moteur électrique 200 kW • Pile à combustible 210 kW • Batteries électriques 124 kWh • Hydrogène 120 kg pour 3 jours de mer 5.2 Région Bretagne L’association ERH2 BRETAGNE, soutenue par la région Bretagne et la DREAL, a poursuivi ses activités de sensibilisation aux technologies de l’hydrogène auprès de nombreux acteurs bretons. ERH2 Bretagne a par ailleurs participé à l’organisation de manifestations locales telles que : • une après-midi dédiée à l’hydrogène et aux piles à combustible pour des acteurs politiques et économiques du plan véhicule vert breton au véhipole de Ploufragan. • le 19 octobre 2012, “Première journée hydrogène-énergie et véhicules électriques” au “véhipole” de Ploufragan avec l’AFHYPAC, des acteurs politiques régionaux et des entreprises nationales et internationales spécialisées dans l’hydrogène et les piles à combustible. Volet 2 : Le projet VaBHyoGaz : valorisation du biogaz pour produire de l’hydrogène. Arnaud Montebourg, le ministre du Redressement productif, a inauguré le 20 janvier 2014 le pilote VaBHyogaz, la première centrale au monde transformant des déchets ménagers en hydrogène. “On envoie du biogaz dans un réformeur, une sorte de grande cuve, que l’on monte à 800 °C et auquel on ajoute de la vapeur d’eau. Un procédé qui permet de casser la molécule de méthane CH4 et d’obtenir de l’hydrogène et du CO2, explique Alex De Nardi, chargé de mission hydrogène chez Tryfil. Ensuite vient l’étape essentielle de purification par le biais d’une technique d’absorption (PSA) qui vient séparer le CO2 de l’hydrogène”. ERH2 Bretagne participe activement aux ateliers de réflexions stratégiques sur l’énergie et le stockage en Bretagne (conférences régionales de l’énergie) co-présidés par le président de la Région, le préfet de Région et l’ADEME. 5.2 Région Midi-Pyrénées et association PHyRENEES (Albi) Membre de l’association PHyrénées, l’hydrogène en Midi-Pyrénées, la Région apporte son soutien aux initiatives en faveur du développement de la filière hydrogène en Midi-Pyrénées. La région Midi-Pyrénées concentre ses efforts sur la production d’hydrogène vert à travers un programme qui se décline en trois volets : • Production d’hydrogène par gazéification de biomasse : objectif moyen/long terme : produire de l’hydrogène sans CO2 fossile à partir des ressources agricoles, résidus ou déchets, échelle 1 à 10 t/jour. • Production d’hydrogène par reformage de biogaz à travers le projet VaBHyoGaz : Objectif : opérationnel dès 2014, montée en capacité à court terme ; • Production d’hydrogène pour stockage des EnR et soutien au réseau. Des projets à 2 échelles différentes : échelle domestique (200 à 1000 kWh/an) et échelle intermédiaire (50 à 100kg/j). L’objectif global est d’installer 3 sites de production dans la région d’ici 5 ans Centrale VaBHyoGaz © TRIFYL Résultat, un hydrogène purifié à 99,99%, pourcentage requis pour la plupart des applications de pile à combustible. Et si les essais, qui s’achèveront d’ici la fin de l’année, sont concluants, avec une production d’hydrogène de qualité suffisante, une démonstration de l’utilisation de l’hydrogène aura lieu à l’échelle locale. VaBHyoGaz en quelques chiffres : • Valorisation du biogaz de Trifyl en hydrogène. • Reformage direct du biogaz (CH4+CO2). • Début du projet 2008. • Coût du projet : plus d’1 300 000 euros, dont près de 700 000 euros financé par l’ADEME et 17 000 euros par la Région. • Partenaires : Albhyon, VerdeMobil, Solagro, Trifyl, PHyRENNES. Volet 1 : Distribution d’hydrogène dans les stations-service et approvisionnement Objectif : - Contribuer au déploiement de l’infrastructure nationale Hydrogène tout en alimentant les flottes de véhicules H2 régionales Perspectives du projet : - Utilisation de cet hydrogène pour ravitailler des véhicules à PAC - Passage à une unité “industrielle“ (50Nm3/h ou 100Nm3/h) dès 2015 - 3-4 stations dès 2015 : Albi, Graulhet (TRIFYL) , Rodez, Toulouse ; sur 10 sites environ à horizon 4 ans: 1 par département. - Création d’un produit standard, modulaire, pouvant être répliqué sur de nombreux sites en France ou en Europe. - Contribuer au développement de l’offre française en stockage hydrogène haute pression. Résultats attendus : - Disponibilité H2 /région Midi-Pyrénées, liaison de la région aux 2 axes France Espagne (A64 et A9) - Positionnement des acteurs français pour stockage, compression, distribution. Volet 3 : Stockage et distribution : première station de distribution d’hydrogène publique • Opérationnelle sur le site du circuit d’Albi (81) et détenue par la SEM Eveer’hy’pôle. • Objectif : alimenter des véhicules hydrogène pour tests Page 79 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale sur le circuit d’Albi. • Acquisition en 2013. • 15 kg/jour à 350 bars. • Partenaires : Eveer’hy’pôle et Haskel. Le Sénateur Pastor et le Député Kalinowski ont également remis officiellement au Ministre le rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et techniques intitulé “L’hydrogène : vecteur de la transition énergétique ?”. Une convention a été signée entre la région Midi-Pyrenées représentée par son président Martin Malvy et l’association Phyrénees pour une coopération accrue sur l’hydrogène localement. A l’issue de sa visite, Arnaud Montebourg a promis de lever rapidement les freins réglementaires à l’utilisation de l’hydrogène en France. Il a ajouté que cette “molécule extraordinaire” serait “susceptible de créer des dizaines de milliers d’emplois et de refaire de la France la grande puissance industrielle qu’elle n’a jamais cessé d’être”. Journées Hydrogène dans les territoires © SEIYA Consulting HYVOLUTION : le premier salon de l’hydrogène Le 1er salon HyVolution sur l’économie de l’hydrogène s’est déroulé du 5 au 8 septembre 2013 au Parc des expositions d’Albi Pendant 4 jours, quelque 20 000 spectateurs ont visité une exposition de 5000 m2, assisté à des démonstrations (notamment de Hyundai ix35 H2, Fam City, HyKangoo) et aux 32 conférences (40 intervenants) pour comprendre la filière hydrogène et ses enjeux. Premier rendez-vous en France du genre, HyVolution a démontré aux acteurs économiques et politiques la pertinence de cette forme d’énergie et ses applications concrètes. La manifestation a été montée par les sociétés Seiya Consulting et Pure Artmony, avec le support du CEA, du pôle de compétitivité Tenerrdis, et de l’AFHYPAC (Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible). Un ministre à Albi Le 20 janvier 2014, à l’invitation du Sénateur Pastor, Président de Trifyl, le Ministre Arnaud Montebourg a inauguré le pilote de production d’hydrogène VaBHyogaz à Labessière-Candeil dans le Tarn.A cette occasion, tous les acteurs de la filière industrielle hydrogène et pile à combustible étaient présents et le Ministre a pu découvrir des réalisations concrètes notamment dans le domaine du transport avec des véhicules électriques à hydrogène. Le Député Laurent Kalinowski, le Ministre Arnaud Montebourg et le Sénateur Jean-Marc Pastor © TRIFYL Page 80 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale Dans le cadre de l’animation mise en place au travers de groupes de travail dédiés, l’AFHYPAC a mis en place une démarche Hydrogène et Territoires. Les 16 et 17 mai 2013, en partenariat avec l’Association PHyRENEES deux journées spécifiquement en relation avec des opérations engagées sur différents territoires en France. Ces journées se sont tenues sur le site de TRIFYL (Labessière-Candeil dans le Tarn) disposant d’un pôle des énergies renouvelables et notamment d’un projet spécifiquement pour la production d’hydrogène à partir de biogaz (projet VABHYOGAZ). Ces journées ont réuni environ 80 personnes permettant à chacun de prendre connaissance des structures (organisations et projets) qui contribuent aujourd’hui au développement de la filière. 5.4 Région Rhône-Alpes H2E La région Rhône-Alpes est particulièrement impliquée dans le projet H2E, un projet de 7 ans, lancé en 2008 et qui est piloté par Air Liquide. Ce projet réunit 19 partenaires dont 5 en Rhône-Alpes : Air Liquide, HyPulsion, Axane, CEA, LMOPS. Ce projet vise aux déploiements expérimentaux auprès de clients précurseurs : • Alimentation d’antennes Telecom : 7 systèmes Axane sont en fonctionnement en Rhône-Alpes en ce moment. • Utilisation de chariots électriques à pile à combustible HyPulsion dans les entrepôts logistiques : une première station installée chez IKEA à Saint-Quentin-Fallavier, près de Lyon. • Le pôle de compétitivité Tenerrdis a rejoint l’Association Française des Pôles de Compétitivité (AFPC) qui s’est constituée en janvier 2014. • La Mission Partenariale “Pile à Combustible et Hydrogène” Canada – États-Unis du 3 au 7 juin 2012 organisée en collaboration avec Ubifrance et les Pôles Energie et Automobile. • L’inauguration de Symbio FCell le 21 septembre 2012 • La visite du Préfet de Région chez Symbio FCell le 11 décembre 2012, à l’invitation de Tenerrdis, la DREAL et l’AFHYPAC • Création de la société ATAWEY en septembre 2012 Le projet THEMIS soutenu par l’ADEME et la région Rhône Alpes vise à démontrer le modèle économique de systèmes d’alimentation énergétique autonome en énergies pour antenne télécoms et télévision. Il a démarré en juin 2014 pour une durée de 15 mois. Le projet Pacmont vise à développer un système pile de 10 W pour les zones polaires et de hautes altitude (-40°C et 4000m). Il associe WH2, Paxitech et FCEllsys et est soutenu par l’ADEME. L’agglomération de Valence Romans Sud Rhône-Alpes (51 communes et 211 000 habitants) montre son intérêt pour les technologies hydrogène. Le territoire est inscrit dans une démarche TEPOS et souhaite valoriser ses caractéristiques : • Nœud de communication autoroutière, ferroviaire, fluvial, Acteurs économiques locaux (Mc Phy et ses électrolyseurs), • Station d’épuration (cogénération sur four d’incinération), • Barrage hydroélectrique, • Déchets agroalimentaires pour la cogénération biomasse (Agrana, Andros pour les noyaux et autres déchets organiques), alimentation par port de commerce pour augmenter les volumes. Le territoire veut à la fois exporter l’hydrogène hors de sa zone et l’utiliser pour des applications flottes captives. Le projet prendrait la forme d’une plate forme hydrogène multi modales et multi énergies TENERRDIS Le pôle de compétitivité TENERRDIS (Technologies énergies nouvelles, énergies renouvelables Rhône-Alpes, Drome, Isère, Savoie pour le développement des nouvelles Technologies de l’énergie) a pour ambition de développer en Rhône-Alpes l’ensemble de la filière économique des nouvelles énergies en stimulant les partenariats de R&D entre entreprises, centres de recherche publics et privés, centres de formation, acteurs économiques et institutionnels, afin de générer des projets innovants porteurs de création d’activité et d’emplois. Projet HyWay : 50 véhicules et 2 stations Dans le cadre de l’appel à projets TITEC, l’ADEME soutient un projet de déploiement de 50 véhicules utilitaires hybrides batteries/hydrogène, localisés autour de 2 stations de distribution d’hydrogène, situées à Lyon et Grenoble. Ce projet, coordonné par Tenerrdis, est également soutenu par l’Etat (via la DREAL) et le Conseil Régional de Rhône – Alpes. Il s’inscrit dans les objectifs de l’Union européenne, déclinés dans le programme régional FEDER. Le but est d’industrialiser des kits hydrogène intégrables aux Kangoo ZE, leur conférant ainsi une autonomie de 300 km en cycle urbain. Il s’agira ensuite d’exploiter en service régulier pendant 18 mois minimum 50 véhicules Kangoo ZE hybrides en région Rhône-Alpes. Les premiers clients de ces véhicules seront Air liquide, Auto-Losange Renault, CEA, CNR, Colas, Compagnie Européenne des transports urgents personnalisés (CETUP), Conseil Général de l’Isère, DHL, DREAL La filière hydrogène et piles à combustible est un des axes majeurs du pôle de compétitivité TENERRDIS, et reçoit l’appui des sociétés comme GDF SUEZ, Air Liquide, McPhy, Symbio Fcell, Axane, Paxitech, Recupyl, et bien sûr les acteurs de la recherche comme le CEA, le CNRS, l’INPG etc. 135 projets de R&D et démonstrateurs ont été labellisés par Tenerrdis depuis 2005 sur cette thématique.48 d’entre eux ont été financés par l’Etat et les collectivités territoriales pour un montant de 76M€. Ces projets rassemblent au total 114 acteurs, parmi lesquels 53 entreprises dont 50% de PME. Les principaux faits et activités marquantes du pôle TENERRDIS sont : Le véhicule Kangoo ZE hybride qui sera déployé dans le projet © Symbio FCell Page 81 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale Rhône-Alpes, La Poste, Linde Gas, Qualit’Express, Renault Auto Dauphiné, Schneider Electric, Serfim Fileppi, Serfim Serpollet, Syndicat intercommunal des eaux de la région de Grenoble (SIERG) et Tronico. un système de stockage solide de 24 kg produit par McPhy Energy a été installé sur le site de MYRTE en 2013. L’hydrogène envisagé dans des bâtiments autonomes à Grenoble Le projet Althytude est terminé, place à GRHYD Bouygues construction et la ville de Grenoble ont signé un partenariat de recherche et développement pour la construction d’un îlot d’immeubles de logements collectifs visant l’autonomie totale par rapport aux réseaux (Voir les détails dans la partie applications stationnaires). 5.5 Régions Paca et Corse En région Paca, le pôle Capenergies a intégré le thème hydrogène dans ses priorités. Les acteurs de la filière sont principalement AREVA SE, le CEA, EDF, GDF SUEZ, l’université de Corse, l’Ecole des Mines de Sophia Antipolis. Différents projets ont été lancés par le passé dans le domaine maritime et fluvial notamment. un projet de navette hybride électrique à pile à combustible, le projet global PERSEIS (Projet d’Expérimentation et de Rapprochement de Solutions d’Energies Innovantes), qui développe la pile à combustible pour la propulsion de navettes côtières, a été présenté en 2011 à Marseille par Transdev Cap Provence (groupe Caisse des Dépôts) et le pôle de compétitivité Capenergies. 5.5 Région Nord Pas de Calais Par le passé, le projet Althytude à Dunkerque, a été l’occasion, pour la communauté urbaine associée à GDF SUEZ, d’expérimenter deux bus fonctionnant à l’hythane®, un mélange de gaz naturel et d’hydrogène. Ce projet est aujourd’hui terminé et ses résultats permettront de poursuivre d’autres expérimentations, toujours à Dunkerque, dans le cadre du nouveau projet GRHYD démarré en septembre 2013 (voir la partie applications Hydrogène et ENR) Nouvelles initiatives des acteurs locaux La région Nord Pas de Calais associé à la Communauté urbaine de Dunkerque, à l’ADEME et au pôle d’excellence Energie mène actuellement une étude sur la mobilité Hydrogène dans la région. L’étude réalisée par Clean Horizon et Alphea proposera différents scenarios début 2015. Cette étude fait suite au grand plan de transition énergétique matérialisée par le master Plan, piloté par Jeremy Rifkin à la demande de la Région et de la chambre de commerce et d’industrie. L’enjeu de ce projet était d’embarquer un moteur hybride propre à bord du navire Green Calanques grâce à l’utilisation d’une pile à combustible, alimentée en hydrogène et en oxygène. Le projet Hyrad vise à ajouter de l’hydrogène sur un parc classique de petits camions de 3,5 tonnes. L’installation et le test du système HYDRAD sont développés par SUNHY ENERGY, avec le Groupe LA POSTE et ENERGIE 2020 comme coordinateur. Le planning prévisionnel est de 18 mois avec début au 1er trimestre 2015. Vue globale MYRTE © Aline Rastetter Le projet, dont le budget s’élève à plus de 2,5 millions d’euros, a été financé jusqu’à présent par les quatre partenaires qui sont : AREVA SE, Croisières Marseille Calanques, Arts et Métiers ParisTech Aix-en-Provence et Transdev Cap Provence. La transformation du navire est portée par C.M.C. La région PACA, c’est également le projet MYRTE basé en Corse. Ce projet, inauguré en janvier 2012, est une plate-forme d’étude du couplage de l’énergie photovoltaïque avec un système de production et de stockage de l’hydrogène, qui peut être couplé à une pile à combustible et refournir de l’électricité sur le réseau ; l’installation PV a une puissance crête de 560 kW. L’électrolyseur en fonctionnement actuellement a une capacité de 5 Nm3/h. Le système de stockage permet de stocker environ 350 kg. La pile à combustible couplée au réseau a une puissance de 200 kW (voir partie sur les activités des GDRs). (Voir chapitre Applications les activités des GDRs) Les installations du projet MYRTE fonctionnent normalement depuis leur mise en route. Dans le cadre du projet HyCube, Page 82 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale Lors de la première phase d’une durée de six mois é 1 à 2 véhicules de 3,5 T seront équipés, avec des mesures et optimisations techniques. Puis, lors de la seconde phase des véhicules 5 à 8 T seront équipés pour une optimisation de l’exploitation et une validation du modèle économique. Enfin, des projets de recherche financés par l’ANR, et menés par l’Ecole Centrale de Lille, l’université de Lille, le CNRS et le CEA, développent des outils intelligents de diagnostic et pronostic du suivi de l’état de santé et de durée de vie des systèmes PEMFC. Des projets sur la modélisation des électrolyseurs sont également en cours. 5.7 Région Lorraine La région possède à la fois un bon tissu de recherche autour des Ecoles d’ingénieurs, universités et CNRS à Nancy, une animation par la société ALPHEA Hydrogène basée à Forbach qui aide au montage de projets et à la communication auprès des acteurs et décideurs locaux. La région dispose également de personnalités investies dans le domaine à l’image du Député –maire de Forbach, M. Laurent Kalinowski, par ailleurs membre de l’OPECST (Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques) et rapporteur avec le Sénateur Jean Marc Pastor de l’étude sur l’hydrogène commandée par cet Office. Il est à signaler que dans le cadre du Pacte Lorraine (partenariat particulier entre l’Etat et le Conseil Régional de Lorraine sur la période 2014-2016), une place est accordée au développement d’une filière hydrogène. Dans ce cadre, une mission a été confiée par le Conseil Régional de Lorraine pour contribuer à préfigurer un projet structurant sur la filière hydrogène en Lorraine. L’organisation des 1ères rencontres Industries / Collectivités / Université sur l’hydrogène et les piles à combustible en Lorraine, le 18 octobre 2013 à Vandoeuvre-lès-Nancy s’inscrit dans la dynamique actuelle initiée en Région Lorraine sur la filière H2, et a été l’occasion pour les industriels de la filière, les collectivités Lorraine et les acteurs de la recherche d’initier et / ou de conforter des projets communs qui pourront s’inscrire dans le PACTE Lorraine. Les initiatives actuelles devraient donner lieu à la mise en œuvre de projets structurants dans les prochaines années. CEA TECH s’installe également à Metz et apporte ses compétences sur la filière hyrdogène Quelques activités et projets méritent d’être soulignés : L’engagement de la CASC (Communauté d’Agglomération Sarreguemines Confluences) dans le développement durable, la promotion de l’électromobilité et en particulier de la mobilité hydrogène à travers la mise en place d’un projet de démonstration d’un véhicule municipal utilisant l’hydrogène comme source d’énergie. Avec ALPHEA Hydrogène et d’autres partenaires, un projet est en cours d’élaboration et pourrait voir le jour dans les prochains mois. HYDOR, le projet de stockage d’hydrogène d’Eon à Saint Avold L’unité testée est un système fabriqué par McPhy Energy pouvant stocker jusqu’à 5 kg d’hydrogène. Attenant à la tranche 6, la plus puissante du site avec 600 MW, le stockage est intégralement contrôlé depuis la salle de contrôle par les opérateurs de la centrale. Après une phase de mise en service entre mars et octobre 2012, E.ON a réalisé une soixantaine de tests dans le but de valider le système McPhy Energy pour un stockage dynamique de l’hydrogène. La ville de Forbach va tester 3 piles à combustible résidentielles dans le cadre d’un projet de démonstration collaboratif appelé EPILOG. Ce projet réunit les partenaires GDF SUEZ, GrDF, Viessmann, le COSTIC et est soutenu par l’ADEME dans le cadre de son appel à projet TITEC 2013 (budget global d’environ 400 000 euros) (Voir applications stationnaires pour plus de détails). 5.8 Région Franche-Comté Belfort La région compte à la fois un fort tissu de recherche académique et appliquée avec l’université de Besançon, l’UTBM à Belfort, le FC-LAB à Belfort qui possède des capacités de tests de systèmes piles à combustible uniques, mais aussi un tissu industriel riche de grandes entreprises (Alstom, GE, Solvay, Peugeot etc…) et de PME. Le Pôle Véhicule du futur se mobilise pour fédérer des initiatives et des projets dans le domaine des systèmes Piles à combustible pour les flottes captives notamment au travers du projet MOBYLHYTEST soumis dans le cadre de l’appel à projet AMI 2011. Présélectionné, ce projet fait l’objet d’instruction au niveau de l’ADEME et est soutenu par les collectivités locales. L’énergéticien E.ON mène un projet sur le stockage d’hydrogène sur le site de la centrale thermique Emile Huchet, située à Saint-Avold Ce projet (baptisé HYDOR) vise à tester l’unité de stockage d’hydrogène à base d’hydrures de magnésium, avec matériaux à changement de phase qui stockent et déstockent la chaleur. Plusieurs municipalités sont actives et accueillent des projets de démonstration : des véhicules utilitaires Hykangoo seront ainsi utilisés en démonstration à Dole. Des véhicules Hykangoo ont été testés sur le site de Solvay à Tavaux. La Région participe au projet européen Mobypost (FCH-JU) de test de véhicules utilitaires au bénéfice de La Poste. Le projet Mobypost est décrit plus en détail dans la partie “faits marquants Transport”. © McPhy & E.ON Le Grand Dole a par ailleurs piloté le projet BAHyA de tondeuse à hydrogène, confortable, propre et silencieuse, qui sera mise à disposition de la régie du quartier des Mesnils Pasteur à Dole. Page 83 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale Avec le CEA, GAUSSIN veut révolutionner le véhicule portuaire Avec plus de 50 000 véhicules de manutention à travers le monde, GAUSSIN Manugistique dont le siège social se trouve à Héricourt (Haute-Saône), bénéficie d’une forte notoriété sur quatre marchés en pleine expansion : l’Energie, le Transport, l’Environnement et les Matières Premières. Le 10 février 2014 GAUSSIN lève 8,3 millions d’euros en placement privé. Les fonds levés visent en particulier à constituer des stocks de pièces à délais d’approvisionnement longs afin de soutenir la montée en puissance de la production et par conséquent la progression du chiffre d’affaires. Ils serviront également à financer la poursuite du partenariat noué avec le CEA dans le domaine de la recherche. En août 2012, la société Gaussin et le CEA avait conclu un accord de partenariat pour développer un concept de motorisation hybride du véhicule portuaire ATT. Le coût global du programme de recherche et développement est de 11,4 M€ HT pour une durée de 3 ans. Cette collaboration permettra à Gaussin Manugistique d’adresser le marché des opérations de containers sur les terminaux portuaires en proposant une alternative technologique inédite et innovante. Le concept du Power Pack, développé dans le cadre de ce projet de R&D, donne à l’utilisateur la faculté de choisir l’énergie souhaitée. Du diesel aujourd’hui à l’hydrogène ou l’électricité demain, l’extraction du Power Pack permettra en quelques minutes seulement, d’offrir une telle modularité au client. En limitant la consommation d’énergie des véhicules, cette technologie favorisera une importante réduction des émissions de CO2. Ce programme porté par Batterie Mobile, société détenue à 49 % par le groupe GAUSSIN, a reçu l’agrément du ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche en réponse à une demande de rescrit fiscal lui permettant d’accéder au dispositif de Crédit Impôt Recherche (soutien à hauteur de 7,7M€, sous réserve du maintien des dispositifs actuels). Pour le démarrage de l’activité, Batterie Mobile a mis à disposition en mai dernier 0,5 M€ et apportera un financement complémentaire de 0,8 M€ pendant les 3 ans. 5.9 Région Picardie Un projet Hydrogène dans le Cambrésis ? Annoncé fin 2012 par un protocole d’intention signé à Paris par la société Enertrag et les élus de la Communauté d’Agglomération de Cambrai (CAC), le projet de “Power-to-gas” est aujourd’hui en pleine discussion. Ce projet devrait se coupler à la mise en place d’un parc photovoltaïque de 55 MW sur l’ancienne base de l’OTAN, dont les permis sont en cours d’obtention. Le design et la faisabilité du projet de «Power-to-gas» sont actuellement à l’étude par la société PersEE : il s’agit notamment de recenser les consommateurs potentiels sur le Cambrésis, et de les mettre en synergie dans le cadre d’un projet à «l’économie positive». Le ou les sites (2 unités de «Power-to-gas» pourraient être nécessaires en fonction des alternatives retenues, localisées près des usagers) utiliserai(en)t jusqu’à 10 % de l’électricité produite par le parc. La CAC souhaite se positionner parmi les pionniers français du développement de l’hydrogène comme vecteur d’un système énergétique décentralisé favorisant l’intégration des énergies renouvelables. Page 84 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale 5.10 Région Aquitaine L’Aquitaine fort de sa position, ses atouts naturels, et économiques et de stratégie ambitieuse en termes d’énergie et d’environnement veut fortement développer les ENR et créer de l’activité économique. Bien que peu présent actuellement sur l’hydrogène, elle l’a positionné dans les documents de référence de programme FEDER. Elle intègre l’hydrogène dans le volet stockage et réseaux intelligents. Des entreprises sont déjà impliquées dans la filière : Composites Aquitaine (stockage composite très haute pression), Pragma Industries (pile à combustible faibles puissances) et Akzo Nobel (hydrogène fatal, 3000 t/an d’hydrogène fatal sur le site de la presque’île d’Ambès), plus 2 start-up, HDF (opérateur global hydrogène) et LEAF (production, stockage, conversion d’énergie). Elle possède un tissu de recherche dans ce domaine : Rescoll – partenaire H2E (applications industrielles des matériaux polymères, assemblage par collage, traitement de surface, Pau (IPREM / EPCP) et Bordeaux (I2M) pour le stockage de l’hydrogène dans des réservoirs fixes et mobiles,INRIA, Labri, Estia, CEATech ainsi que des laboratoires universitaires comme l’ICMCB La région Aquitaine construit un projet INSUL’GRID à partir d’une Centrale EnR à production garantie pour système électrique insulaire ou isolé. L’objectif est de combiner en temps réel les ressources énergétiques produites par différentes énergies renouvelables intermittentes ainsi que plusieurs moyens de stockage, L’opérateur sera positionné comme un fournisseur d’électricité ENR responsable qui s’engage tant sur la qualité que sur la quantité de l’électricité qu’il injecte dans le réseau. 5.11 Région Haute-Normandie Le projet LASHY, déjà évoqué dans le chapitre des applications, pour Local Alternative Solid HYdrogen entre dans sa phase de concrétisation, suite à la publication d’un avis favorable de l’enquête publique. Le site hydroélectrique au fil de l’eau, localisé à Port-Mort le long de la Seine, produira de l’hydrogène début 2015. Pendant la période d’expérimentation qui durera un an, près de 7500 Kg d’hydrogène renouvelable pourront être fabriqués par un électrolyseur McPhy Energy de 65 kW. Les partenaires du projet, financés par la BPI (anciennement ISI OSEO), sont le CEA-Liten, Linde Gas, WH2, McPhy Energy et Green Access. L’hydrogène sera stocké dans des galettes d’hydrure de magnésium, sous forme solide et à faible pression, et conditionné dans des containers permettant un transport par camion aisé jusqu’au site de consommation. Le bilan des émissions de CO2 sera réduit d’un facteur 10. La région Haute-Normandie accueille le projet PUSHY (voir le chapitre projets, applications H2 et ENR) à Port Mort dans l’Eure, à une heure de route de Paris. La plateforme sera édifiée près d’un aménagement de la Seine qui comporte de part et d’autre d’un barrage une écluse et un barrage équipé d’une turbine de 7,5 MW. L’électrolyseur, d’une puissance de 68 kW produira 7 tonnes d’hydrogène (pouvant monter à 20 tonnes en plein régime du projet) par an et utilisera 1 % de l’électricité produite par la turbine. L’hydrogène pourra être utilisé par la Snecma pour les essais des fusées Ariane à 11 km de là. Si la phase de test est concluante, le site pourra être amené à produire 23 tonnes d’hydrogène par an. 5.12 Région Basse-Normandie La Basse-Normandie c’est : • Un territoire à faible consommation et déjà exportateur d’électricité • Un niveau élevé d’importation de combustibles fossiles (besoins de chaleur et mobilité) conduisant à un bilan énergétique régional négatif • Une base nucléaire en croissance avec le démarrage de l’EPR de Flamanville en 2017 • Une grande opportunité apportée par la montée en puissance des énergies marines renouvelables (hydrolien et éolien offshore) Fort de ce constat, le département de la Manche au cœur de la Basse-Normandie parie sur la mobilité hydrogène. Le conseil général de la Manche veut ancrer définitivement le département comme le territoire du mix énergétique, du nucléaire à l’hydrogène. Des industriels sont d’ores et déjà prêts à faire le pari de la généralisation de l’hydrogène dans la Manche. Le Conseil général de la Manche souhaite s’équiper en véhicules à hydrogène Lors de sa réunion du 27 février 2014, le conseil général du département de la Manche a décidé à l’unanimité de lancer un plan d’équipement dans le cadre d’un partenariat public-privé, sous forme d’appels d’offres ou d’appels à projets. Il vise le déploiement de : • 40 véhicules à hydrogène dans le cadre de la flotte de véhicules des collectivités et autres donneurs d’ordre locaux, • 10 bus à hydrogène, • 3 stations-service à hydrogène, • 1 bateau de pêche à hydrogène. D’après le Conseil général, ce “projet “mobilité” autour de l’hydrogène est en mesure d’ancrer définitivement le Cotentin comme le territoire du mix énergétique du nucléaire à l’hydrogène”. impliqués sur cette thématique. La région Centre a l’ambition de devenir un Pôle d’Excellence Européen de l’Efficacité Energétique. Un pôle de compétitivité orienté vers les nouvelles sources d’énergie : le pôle Sciences et Systèmes de l’Énergie Électrique (S2E2) –a bénéficié de subventions régionales de 3,6 M€.entre 2006 et 2013. Deux projets “phares” se distinguent : • la plate-forme CERTeM – Universités - CNRS- STMicro electronics • un programme structurant : “ARD 2020 LAVOISIER” - CEA DAM de Monts En mars 2013 : décision de soutenir 2 projets, dont le projet ARD LAVOISIER, porté par le CEA de Monts, sur la filière hydrogène et le stockage de l’électricité, avec approche de la sécurité durant le cycle de vie du produit. L’objectif du projet LAVOISIER est de rassembler les conditions d’un soutien aux énergies de demain, et de développer des innovations porteuses de croissance. Ainsi, la Région investit près de 10,2 millions d’euros, pour la 1ère période 20132016 du programme, dans le stockage de l’énergie électrique et la filière hydrogène. Cette convention va permettre à tous les acteurs (STUDIUM, l’ENSIB, les universités de Tours et d’Orléans, le CNRS), d’améliorer leurs collaborations, d’accélérer la réalisation des programmes et de former les ingénieurs de demain. La région prépare ainsi l’avenir et participe au développement économique des territoires, à la transition énergétique et fait de la Région Centre un des pionniers de l’innovation. Par ailleurs des acteurs de l’Indre se sont regroupés au sein de l’association BERHY; L’Indre possède une exceptionnelle potentialité en EnR: • l→ e SRE prévoit d’ici 2020, 160 à 200 grandes éoliennes (puissance totale 360 MW). Une cinquantaine fonctionne actuellement A l’heure actuelle, le département s’engage à allouer les moyens financiers nécessaires à la mise en œuvre de ce plan d’actions, dans la limite de 1 600 000 euros. • u → n parc solaire de 4,4 MWc (12 ha de panneaux) prochainement étendu à 10 MWc • La première station française au service d’une collectivité sera fournie par Air Liquide d → es barrages hydroélectriques (dont Eguzon en service depuis 1926) • département agricole riche en biomasse tant fermentiscible (méthane) que lignocellulosique (gaz de synthèse). Suite à l’appel d’offres lancé par le Conseil Général de la Manche en février 2014, Air Liquide a été sélectionné pour la construction de la station-service à 350 bars de Saint-Lô. Elle permettra de faire le plein en moins de 5 minutes. Symbio FCell a quant à lui été sélectionné en tant que fournisseur de 5 véhicules à prolongateur d’autonomie équipés de pile à combustible. Ces déploiements se font dans le cadre des actions de l’association Energie Hydro-Data 2020, qui regroupe des industriels pour le développement d’une nouvelle activité liée à la transition énergétique, actuellement présidée par Air Liquide. 5.13 Région Centre La région centre comporte plusieurs laboratoires de recherche impliqués sur l’hydrogène. Le centre CEA de Monts, développe des réservoirs haute pression (700 bars) avec plusieurs industriels dont RAIGI, des plaques bipolaires en composites, et des assemblages membranes -électrodes. Les recherches vont jusqu’à la mise au point de procédés industrialisables. Les laboratoires CNRS d’Orléans sont également Il est envisagé des projets Power to gas et de produire du biogaz, Dans une première phase de ce projet sont envisagées plusieurs opérations de démonstrations: • Concernant la mobilité : alimenter en hydrogène des véhicules à PAC (en premier lieu à prolongateur d’autonomie) à partir d’un électrolyseur et d’une unité de stockage installés au Parc solaire de Chaillac et à partir d’un même ensemble relié à un poste source recevant de l’électricité renouvelable • Concernant le Power to gas : expérimenter l’autonomie énergétique par l’adjonction d’une PAC au méthaniseur de Vautournon (fonctionne depuis 2011), implanter un méthaniseur agricole en Pays vatanais (Champagne berrichonne, à l’est du département), puis un second en Brenne (à l’ouest) le méthane du biogaz produit, pourrait être injecté dans le réseau de gaz naturel (accessible en raison de la présence de gazoducs reliés centre de pompage de GRTgaz de Roussines dans le sud du département), Le dioxyde de carbone pouvant, lui, alimenter une unité de méthanation reliée aux proches sources d’hydrogène. Page 85 - Chapitre 5 - Les programmes et initiatives à l’échelle locale CHAPITRE 6 PROSPECTIVE ET ÉVALUATION TECHNICO-‐ÉCONOMIQUE / FEUILLE DE ROUTE 6.1 ANCRE Pour parvenir à diviser par quatre nos émissions de GES d’ici moins de 40 ans, il faudra mettre en œuvre des technologies de rupture dans les domaines de la capture et du stockage du CO2 et du stockage électrique de grande capacité. ANCRE propose trois scénarios dans le cadre du débat sur la transition énergétique. L’ANCRE, l’Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l’Energie, qui réunit plus de 400 chercheurs issus de tous les grands organismes de recherche (CEA, CNRS, IFP EN, Ifremer, IRSN) a présenté le 23 janvier 2014 son rapport d’études sur trois scenarios possibles d’évolution du système énergétique français à horizon 2050, visant à atteindre le “facteur 4” (division par 4 des émissions de Gaz à Effet de Serre). Ces scénarios reposent sur une approche volontariste en termes d’innovation scientifique et technologique. La part de la biomasse reste modérée pour SOB et ELE, respectivement 15 et 20 %, mais devient majoritaire pour le scénario DIV, avec 50 %. Le premier scénario appelé “Sobriété renforcée” (SOB) suppose notamment un effort de rénovation considérable de l’habitat (650 000 logements par an contre 125 000 actuellement). Le second scénario “Décarbonisation par l’électricité” (ELE) est fondé à la fois sur un effort en termes d’efficacité énergétique et sur la production croissante d’électricité décarbonée. Enfin le dernier scénario “Vecteurs diversifiés” (DIV) mise à la fois sur l’efficacité énergétique et sur la diversification des sources et vecteurs énergétiques. Selon les travaux de l’ANCRE, la consommation d’énergie finale baissera dans tous les cas de figure, d’ici 2050, dans des proportions allant de 27 % à 41 %. Mais ces chercheurs sont tous d’accord sur un point fondamental : pour parvenir à diviser par quatre nos émissions de GES d’ici moins de 40 ans, il faudra mettre en œuvre des technologies de rupture dans les domaines de la capture et du stockage du CO2 et du stockage électrique de grande capacité. Dans cette perspective, on voit bien que l’hydrogène apparaît de plus en plus clairement comme le chaînon manquant indispensable à l’avènement de cette révolution énergétique. Le rapport souligne également l’importance d’une politique européenne de l’énergie, afin d’organiser une complémentarité et une cohérence d’ensemble, notamment sur les aspects recherche, ainsi que l’importance des territoires pour la mise en place d’une politique énergétique de long terme et ambitieuse. La priorité de recherche est notamment orientée sur le stockage, quel que soit le scénario. En terme de technologies, dans tous les scénarios, la part des véhicules électrifiés (véhicules électriques – VE – et véhicules hybrides rechargeables – VHR) dans le parc est au moins de 25 % à l’horizon 2050, atteignant même 45 % dans le scénario ELE qui met l’accent sur ce type de solution. L’effort d’innovation permet de réduire la consommation unitaire des voitures continuant à utiliser des carburants carbonés, de 50 % (ELE et SOB) à 55 % (DIV) par rapport à 2010. Pour les trois trajectoires étudiées, le défi technologique est important, il s’agit en effet d’accélérer le rythme d’innovation et de diffusion de l’innovation sur les véhicules, essentiellement selon deux axes : la diminution de leur consommation unitaire et le développement de motorisations alternatives, solutions électrifiées (véhicules électriques, véhicules hybrides rechargeables) par exemple. Mais, dans tous les scénarios, les carburants fossiles représentent encore, à 2030, plus de 65 % de l’énergie consommée dans le secteur. La baisse des carburants fossiles par rapport à un scénario tendanciel est plus importante à l’horizon 2050. Sur l’ensemble de la période 2010-2050, les volumes de carburants fossiles consommés sont au moins divisés par 3 (SOB), voire par 4 à 5 (DIV et ELE). Les émissions de CO2 fossile du transport sur la partie du “réservoir à la roue” sont réduites d’au moins 70 %, dans le cas de SOB, la réduction atteint près de 80 % dans ELE et DIV. Le scénario (dit “ELE”) prévoit l’introduction de l’hydrogène à partir de 2030 pour une part modeste, environ équivalent de 3 MTep, sur une consommation totale de 21 MTep pour les transports en 2050(Référence 40 MTep en 2010). On réduit bien de 80 % les émissions de CO2 dans les transports 6.2 L’étude ACV de l’ADEME L’ADEME a lancé au cours de l’année 2013 une étude ACV (Analyse de Cycle de Vie) dont la réalisation a été confiée aux sociétés Enea Consulting et Quantis. Cette étude avait pour objectif d’analyser et de comparer l’impact potentiel sur l’environnement de l’utilisation du vecteur hydrogène dans le domaine de la mobilité. Concrètement, il s’agissait d’identifier, pour 4 scénarios, les phases du cycle de vie ayant le plus d’impacts sur l’environnement et de comparer ces impacts (émissions de gaz à effet de serre, utilisation de la ressource en eau, acidification etc.). Les scénarios analysés représentent les principales filières technologiques actuellement à l’étude : le reformage centralisé à partir de méthane (fossile), l’électrolyse alcaline centralisée à partir d’électricité de réseau, le reformage décentralisé de biogaz et l’électrolyse PEM à partir de renouvelable. Une des principales conclusions est l’importance des impacts environnementaux du transport de l’hydrogène : il conviendra donc de privilégier la production d’hydrogène locale mais aussi de choisir le mode de production le plus respectueux de l’environnement, et maitriser les fuites de méthane. Page 88 - Chapitre 6 - Prospective et évaluation technico-économique / feuille de route 6.3 Contribution au Débat National sur la transition Energétique (comparaison des coûts des infrastructures hydrogène et bornes de recharge) Dans le cadre du débat national sur la transition énergétique en 2013, le comité national d’experts a établi un certain nombre de notes techniques à destination du comité national. Parmi celles-ci, Paul Lucchese, représentant l’alliance ANCRE, membre du comité d’experts sur la partie mobilité notamment, a rédigé la note suivante sur les coûts des infrastructures de carburants alternatifs. Il s’agit d’estimer les investissements nécessaires pour un système durable de transport routier. Dans l’hypothèse d’une mutation d’ici à 2050 vers des automobiles avec 80 à 95 % de réduction des GES en 2050, une palette de technologies sera déployée : • Les Véhicules Electriques à Batteries VE.Bat, • Véhicules Electriques Hybrides Rechargeables VE.HRech • Les Véhicules Electriques Hydrogène VE.Hy (pouvant être hybridés avec une batterie), • Les véhicules à Moteur à Combustion Interne MCI pouvant fonctionner aussi au biogaz En supposant un remplacement du parc français : 31,5 millions de véhicules particuliers et 38 millions au total, 14 % de l’Union européenne, parc que l’on supposera constant en 2050 mais avec l’objectif d’une réduction de 80 à 95 % des GES. Les fourchettes données correspondent à un scénario 2050 : • VE.Bat : 35% à 25 % • VE.HRech : 35% à 20% • VE.Hy : 25 à 50 % • MCI : 5 % On suppose un taux de biocarburants de 25% en 2050 (avec biogaz et le biométhane). Pour les véhicules VE.Bat et VE.HRech, il faut à la fois investir en bornes de recharges sur le domaine public et privé, avec 90 % de recharge lente et privée, mais une part de recharge semi-rapides et rapides, avec renforcement de réseau du fait d’un taux de pénétration de 35 % de BEV en 2050 (usages audelà de la voiture strictement urbaine) nécessitera une densité beaucoup plus forte de recharges semi-rapides et rapides. A partir des estimations de coûts unitaires, le tableau ci-après donne des fourchettes pour l’investissement total nécessaire en France en infrastructures nouvelles pour ces carburants alternatifs (entre 45% et 70 % de véhicules VE. Bat+VE.HRech, et entre 50 et 25% VE.Hy). Plusieurs études récentes montrent que l’électrification à terme du parc actuel avec ses variantes (VE.Bat, Hrech et Hy) est une solution crédible techniquement et économiquement. ESTIMATION DES INVESTISSEMENTS NÉCESSAIRES AU DÉPLOIEMENT D’INFRASTRUCTURES NOUVELLES Type véhicule % pénétration parc France Investissement total en 2050 (2 scenarii) (Mds€ sur 40 ans) Recharge Domaine privé1 Recharge Domaine public2 VE.Bat+VE.HRech Batteries et Plug in 70%-45% 60 -40 Mds € 40-50% 60-50 % VE.Hy Piles Hydrogène 25%-50% 15-25 Mds € 0 100% 95%-95% 75-65 Mds € 20-35% 80-65 % Total VE. 1 e domaine public comprend la voirie, les parkings urbains, les aires de parking de centres commerciaux, d’hôtels etc… Le domaine privé comporte les garages L privés, les parkings privés de copropriété, les parkings d’entreprises 2 xemple de calcul pour 22 millions de véhicules : 25 millions bornes privées à 1000€, 2 millions publiques à 10 000€, 100 000 bornes rapides à 50 000€, 10 Mds E renforcement PRINCIPALES CONCLUSIONS DE LA NOTE 1. L’ordre de grandeur de l’investissement à réaliser en France si on veut arriver à décarbonner les transports routiers est de l’ordre de 80 Mds€ sur 40 ans, soit 2 Mds€ par an; il faut mettre ce chiffre en rapport avec l’hypothèse que 95 % des véhicules seront en 2050 des véhicules électriques (30 millions tous types confondus). 2. A l’intérieur de la famille VE.Bat +VE.HRech, c’est le véhicule 100% batterie VE.Bat qui nécessite les 2/3 de l’investissement (batterie de 25-30 kWh et+ versus batterie de 5kWh). 3. La partie domaine privé de recharge devra être prise en charge par le client, comme un surcoût à l’achat du véhicule (de l’ordre de 500 à 1200€ par véhicule pour un particulier par exemple, suivant le type et la norme de prise retenue). Comme remarqué ci-dessus, la partie “domaine public” pose un problème de financement, puisque non auto-finançable. 4. L’infrastructure de recharge électrique est modulaire, l’investissement est relativement “linéaire” en fonction du nombre de voitures, ce qui présente un avantage au départ car peu coûteux mais qui peut conduire à des blocages budgétaires ultérieurement. L’infrastructure hydrogène nécessite un investissement initial lourd mais un nombre minimal de véhicules pour l’amortir mais se révèle rentable dès que l’on rentre dans une diffusion de masse. 5. Les investissements de renforcement du réseau sont intégrés, estimés sur 40 ans à une dizaine de milliards pour le parc final considéré et avec l’apport des smart grid. 6. Pour un parc de véhicules donné, le rapport entre le nombre de stations-service hydrogène et le nombre de points de recharge lente est de 600 environ, il faut 600 points de recharge lente pour offrir un service (en kWh/ minute ou en km autonomie/minute) équivalent à celui d’une pompe hydrogène compte tenu de la capacité des batteries et des temps de recharge. Page 89 - Chapitre 6 - Prospective et évaluation technico-économique / feuille de route CHAPITRE 7 ACTIVITÉ DE LA FRANCE DANS LES ORGANISATIONS INTERNATIONALES La France est présente dans plusieurs organisations internationales traitant de l’hydrogène : 1. l’IEA - Agence Internationale de l’Energie - avec deux Implementing agreements : Advanced Fuel Cell AFC (représentant français Paul Lucchese, CEA) et Hydrogen Implementing agreement HIA (représentant français Laurent Antoni, CEA) 2. l’IPHE - International Partnership on Hydrogen and fuel cell Economy (représentants français Bernard Frois, Axel Strang, Xavier Montagne et Paul Lucchese) 3. PATH - Partnership for Advancing the Transition to Hydrogen - association regroupant les associations nationales (représentant français Claude Derive puis Paul Lucchese, AFHYPAC) 4. L’EHA - European Hydrogen Association (représentant français Claude Derive, puis Paul Lucchese AFHYPAC). Au niveau européen, les acteurs français participent activement au FCH JU 1 (2007-2014), puis FCH JU 2 (2014-2020) et sont présents dans son governing board : Pierre Etienne France, Air Liquide, président du New IG (Industrie), Paul Lucchese, CEA, président de NERGHY (Recherche européenne). B Frois (CEA) préside le groupe consultatif des Etats Membres, Florence Lefebvre-Joud (CEA) préside le comité scientifique. Les principales actions depuis 3 ans sont les suivantes : • Publication annuelle “Hydrogen and fuel cell commercialization & development update” établissant le bilan du marché mondial • Des groupes de travail sur la formation et l’éducation aboutissant à des labellisations de formation de “master” virtuel, un séminaire “IPHE Educationnal event” a été organisé à Oslo le 19 mai 2014, assorti d’un concours hydrogène international pour les étudiants et d’un programme d’Award récompensant les projets faisant avancer la cause de l’hydrogène. • Des coopérations avec les tâches de l’IEA/HIA , notamment sur la sécurité et la tâche Analyse globale • Un groupe de travail sur les normes et réglementation • Un rapport sur les bilans des politiques globales “Global policies update” • Des workshops internationaux La France est le 4e pays bénéficiaire en terme d’aide financière du FCH JU 1. Les acteurs français sont également présents dans différents comités sur la mobilité. Délégation française au Steering Committee de l’IPHE, Oslo, Mai 2014 © Paul Lucchese 7.1 Accord IPHE (International Partnership on Hydrogen and fuel cell Economy) Cet accord signé en 2003 et qui rassemble aujourd’hui 18 gouvernements (F, UK, D, I, NOR, IS, RU, USA, CAN, KOR, JAP, AUS, NZ, SA, BR,CN, IND), plus la Commission Européenne, a pour but d’accélérer l’introduction des technologies hydrogène et piles à combustible par des actions au niveau politique : échange d’informations, de bonnes pratiques, d’actions de communication de sensibilisation, de séminaires thématiques stratégiques, labellisation de projets etc.. Depuis 2012, 5 réunions du Steering Comittee se sont tenues : en 2012 à Cape Town et Séville, en 2013 à Londres et Fukuoka et à Oslo en 2014. Chaque réunion a été l’occasion d’avoir un forum national du pays organisateur qui permet de présenter les acteurs et programmes du pays. • en novembre 2012 à Séville, un séminaire sur le Power to Fuel extrêmement complet et intéressant • Des séminaires sur le déploiement des infrastructures hydrogène pour la mobilité faisant le point sur les problèmes financiers et réglementaires ainsi que sur la question “comment diminuer le risque pour l’investisseur ?» : un à Berlin le 16 décembre 2013 et un autre à Los Angeles les 8 et 9 mai 2014 où on a progressé sur les questions de guidelines harmonisées pour les stations sur les problèmes de software et d’hardware, les questions d’homologation et certification, de qualité de l’hydrogène et de mesures des quantités délivrées. Il est prévu un séminaire au Japon pour compléter le tour d’horizon. D’autre part, il y a eu la prolongation de l’accord IPHE qui arrivait à expiration en 2013 avec recentrage uniquement sur l’action au niveau gouvernemental, mais aussi vis-à-vis de la communauté internationale de l’énergie et de l’environnement, d’établir des liens forts avec les autres structures de coopération et de dialogue de ces domaines afin d’insérer la thématique hydrogène dans le débat mondial Energie-Environnement. L’IPHE se fixe comme objectifs pour la nouvelle période 20132023 au-delà du but général de contribuer à accélérer le déploiement des technologies de : • faire monter le débat de l’hydrogène au niveau des parties prenantes politiques, et de façon plus accentuée que pendant la période précédente notamment en organisant plus de forums politiques de haut niveau • de coordonner plus fortement les activités traitant des barrières non techniques • d’aller plus loin dans l’analyse et les recommandations Page 92 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales des politiques publiques d’incitation et d’aide au déploiement de ces technologies pour favoriser l’émergence de marchés réels et l’acceptation des technologies • établir des bases de données consolidées permettant de suivre le déploiement des technologies, des projets • d’accroitre fortement la notoriété de l’IPHE par une politique de communication active passant par les réseaux sociaux, sites, publications dans les manifestations de référence sur l’énergie ou le climat et une interaction avec les organisations influentes institutionnelles ou non. • La cotisation, inchangée depuis 7 ans, passe à 12 000 $ par an • L’IEA/HIA participe à plusieurs exercices majeurs de l’IEA afin de donner plus de visibilité à l’Hydrogène • La publication de l’IEA, ETP 2012 (Energy Technologies prospective) a vu apparaître un chapitre Hydrogène pour la première fois grâce au travail des experts (Annexe 30) de l’IEA/HIA dont les réunions avec les analystes de l’IEA se sont déroulées au CEA à Paris chaque année. ETP 2012 reconnait le rôle des technologies Hydrogène (mobilité, industrie, power to gas” pour atteindre l’objectif de décarbonisation de l’énergie en 2050. Il est important que l’HIA continue d’avoir un droit de regard et de commentaires sur les futurs ETP. • L’HIA a participé au nouveau comité “Renewable Energy Industry Advisory Board (RIAB)” et participé à des workshops comme “Renewables – Policy and Market Design Challenges”, le 27 Mars 2012 à l’OCDE à Paris • L’HIA participe à la feuille de route Hydrogène pilotée par l’IEA. 3 séminaires ont été organisés à Paris, au Japon (Juin 2014) et aux USA pour collecter et échanger les informations. La feuille de route sera publiée fin 2014 ou début 2015. L’IEA a publié déjà 20 feuilles de route technologiques, tant du côté de l’offre que de la demande en énergie. Le but est de permettre aux gouvernements, aux acteurs financiers et industriels de prendre des mesures pour arriver à l’objectif. La feuille de route Hydrogène couvre toute la chaîne de la production à l’utilisation, en passant par le stockage et utilise des modèles de l’IEA pour définir différents scénarios de pénétration de l’hydrogène et les coûts et besoins en financement associés, ainsi que les bénéfices environnementaux. L’IPHE se dote d’un secrétariat permanent et d’un directeur. 7.2 Accords HIA (Hydrogen Implementing Agreement) de l’IEA (International Energy Agency) L’Hydrogen Implementing Agreement (HIA) est un Implementing Agreement de l’IEA crée en 1977. Il rassemble 21 pays (France, Danemark, Allemagne, USA, Pays Bas, Italie, Finlande, Grèce, Suisse, Espagne, Lituanie, Islande, Norvège, Royaume-Uni, CE, Israël, Japon, Corée, Australie, Nouvelle Zélande, Suède), plus Shell, NOW et HYSAFE. La France est membre depuis 2004 et le représentant français au sein du comité exécutif (ExCo) est Paul Lucchese du CEA par délégation de la DGEC. Le comité exécutif (ExCo) s’est réuni six fois depuis le début 2012 : Toronto (2012), Paris (mars 2013), Aarau (Suisse, décembre 2013), Seoul (Corée, juin 2014) et deux fois par webinar (décembre 2012 et 2014). Faits marquants de l’ExCo : • • La Turquie, l’UNIDO/Ichet et le Canada se sont retirés de l’IEA/HIA. En revanche, Israël, Shell (sponsor), l’organisation allemande NOW et l’association internationale HYSAFE ont adhéré. La Chine, le Mexique, l’Afrique du Sud souhaitent rejoindre l’HIA prochainement L’IEA/HIA a publié un rapport d’activités sur la période 20092014. Le bilan chiffré est indiqué dans le tableau ci-dessous. Il a été décidé d’alléger la fréquence des réunions et de passer à une tous les 9 mois en moyenne, dont une sur 3 ou 4 en mode webinar. Page 93 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Bilan chiffré de l’activité de IEA/HIA 2009-2014 (Source : End of Term Report, IEA/HIA) Les Tâches ou “Annex” de l’IEA/HIA Ce sont des groupes de travail qui réunissent des experts de plusieurs pays sur un thème donné : scientifique, économique, analyse globale, marchés, applications ou encore sécurité. La tâche est définie par un programme de travail sur une durée de 3 à 5 ans ; elle est animée par un “operating Agent” qui y consacre entre 40 et 100 % de son temps et est financé spécifiquement par son pays (agence de financement en général), les experts participent sans flux financiers ; des“delivrables” intermédiaires et finaux doivent être fournis et sont présentés régulièrement devant l’ExCo. Le tableau suivant décrit les tâches achevées, en cours ou en montage. TÂCHES ACHEVÉES, EN COURS OU EN MONTAGE Annex 21 22 Intitulé page web Participants français Bioinspired hydrogen systems http://ieahia.org/pdfs/Canada/PRES_ Task21_Toronto_June2012.pdf Fundamental and Applied Hydrogen Storage Materials Development http://ieahia.org/pdfs/Canada/PRES_ Task22_Toronto_June2012.pdf CNRS Animateur (operating agent) Etat d’avancement (décembre 2014) Seibert (NREL, USA) Jun Miyake (Japon) terminé Bjorn Hauback (NOR) terminé Ingrid Scholberg (DK) terminé avril 2013 CNRS Thiais Université Grenoble 23 Small scale reformers http://ieahia.org/pdfs/Canada/IEA%20 HIA%20Task23%20MgMtReport_final.pdf. 24 Wind energy and hydrogen integration non Luis Correas (E) 25 High Temperature processes for H2 production CEA François Le Naour (F) terminé, en attente rapport final 26 Advanced materials for water photolysis Miller (USA) terminé décembre 2013 GDF SUEZ Page 94 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales NGHY terminé septembre 2013 Annex Intitulé page web 27 Near-Term Market Routes to Hydrogen by Co-utilization of Biomass as a Renewable Energy Source with Fossil Fuels 28 Large scale hydrogen delivery infrastructure 29 Distributed and community Hydrogen 30 Global Hydrogen System Analysis 31 Hydrogen safety 32 Hydrogen-Based Energy Storage, 33 Hydrogen supply for energy applications 34 Biological Hydrogen for Energy and Environment 35 Renewable production super task 36 Life cycle sustainability analysis 37 MARINE APPLICATIONS 38 POWER TO HYDROGEN and Applications Participants français Animateur (operating agent) Etat d’avancement (décembre 2014) Hanssen (NL) terminé GDF SUEZ Total Air Liquide Marcel Weeda (NL) continue Alphea CEA, AREVA H2+, HYER Tadashi Ito (J) en cours CEA EDF Ineris CEA Air Liquide Air Liquide GDF SUEZ Susan Schoenung (USA) continue Jochen Linssen (D) Dr. Y. John Khalil (USA) continue Dr. Michael Hirscher (MPI, Allemagne) en cours Dr. Øystein Ulleberg en cours Prof. Guwy Dr. Miyake montage Wilson Smith USA Javier Dufour (Spain) Paul Lucchese en cours de définition Page 95 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Le tableau ci-dessous indique les objectifs des tâches Page 96 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Enfin le tableau suivant indique le timing des tâches Quelques commentaires sur les tâches La tâche 30 a un rôle stratégique de lien avec l’IEA et ses publications de référence ; chaque année des réunions sont organisées avec les analystes de l’IEA en charge du WEO (World Energy Outlook) et de l’ETP (Energy Technology Perspectives ) afin de leur fournir des données fiables et pertinentes pour leurs modèles et simulations. La tâche a fait une compilation des études recensant les différentes provenances de l’hydrogène par pays en fonction des caractéristiques locales et des scénarii de déploiement ; puis une revue critique des différents modèles de mobilité et l’établissement d’une base de données. Un des travaux a consisté à étudier les différentes possibilités de production d’hydrogène au niveau mondial et les différentes filières d’approvisionnement en analysant différentes chaînes hydrogène et regardant spécialement trois cas d’exportation/importation 1. Pas de commerce interrégional d’hydrogène et pas de prix CO2 ; 2. Commerce interrégional et pas de prix CO2 ; 3. Commerce interrégional et prix du CO2 de 100$/tonne en 2050, pour les pays suivants : US, Japon, Suède, Norvège, Danemark, Allemagne, Espagne, France et Corée puis: US; Canada; Japon; Corée, Chine, Australie, Nouvelle-Zélande. La conclusion principale est que la source principale d’hydrogène sera majoritairement le gaz naturel sauf s’il y a obligation de zero émission de CO2. Seul un prix élevé du CO2 permettra d’introduire une part de renouvelables dans la source d’hydrogène. Un autre travail notamment effectué par le CEA et EDF montre les possibilités de produire de l’hydrogène à partir d’électricité nucléaire en heures creuses tout en faisant bénéficier le réseau de services supplémentaires. Nouvelle tâche : Fourniture d’hydrogène pour les applications Energie Cette tâche sera dédiée à l’étude, à l’évaluation et à l’harmonisation des technologies de production sur site : Evaluation économique des électrolyseurs en fonction des conditions d’utilisation, (<1000m3/hr) et les nouveaux concepts comme le biogaz dans les électrolyseurs Haute température, la méthanation, la coproduction de CO2 et d’électricité avec capture du CO2 utilisant le reformage et la technologie “solid oxide fuel cell ” (SOFC). Nouvelle tâche : Power to Hydrogen and applications : Business model Cette tâche est proposée par la France et est en cours de définition; elle vise à étudier les business model des chaines Power to Hydrogen puis ensuite les utilisations possibles de l’hydrogène : Carburant automobile, refourniture d’électricité, Page 97 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Power to gas, alimentation de turbine, usages industriels etc… La tâche fera un état de l’art critique accompagné d’une analyse des conditions des nombreuses études existantes sur le sujet, proposera une modélisation de business model et fera des études de sensibilité afin de déterminer les conditions de rentabilité des cas étudiés selon les paramètres locaux ou globaux. Des recommandations seront faites ensuite à destination des politiques pour favoriser le déploiement de ces technologies. Une première réunion de définition a eu lieu à Paris fin mai 2014 (cf photo ci-dessous). Nouvelle tâche 36 : Life Cycle Sustainability Assessment of Hydrogen Energy Systems Le but de cette nouvelle tâche sera d’utiliser la méthode des cycles de vie, Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) au niveau du secteur des technologies Hydrogène. Le but est de fournir des éléments pour la prise de décision au travers d’une analyse LCSA rigoureuse et complète. De plus, outre l’analyse LCA des systèmes hydrogène, le changement pour le cas du biohydrogène sera étudié. Les coûts des différentes chaînes hydrogène seront comparés ainsi que les critères sociétaux et environnementaux 7.3 Accords AFC (Advanced Fuel Cell Implementing Agreement) de l’IEA (International Energy Agency) L’Implementing agreement “Advanced Fuel Cells” (AFC) rassemble 14 pays (Allemagne, Australie, Autriche, Canada, Corée, Danemark, Etats-Unis, Finlande, France, Italie, Japon, Mexique, Suède, Suisse), le représentant français au sein du comité exécutif (ExCo) est Laurent Antoni du CEA, par délégation de la DGEC. Ci-dessous la liste des pays et des représentants : Country Name Austria Dr Günter Simander Austria Dr Viktor Hacker Denmark Mr Lennart Andersen Denmark Inger Byriel Finland France France Dr Jari Kiviaho Mr Laurent Antoni Mr Thierry Priem Germany Professor Dr Detlef Stolten Germany Dr R Can Samsun Israel Dr Igor Derzy ExCo Status Organisation Contact Details Member Austrian Energy Agency (E.V.A.) (+)43-1-5861524-124 [email protected] Alternate Member Technische Universität Graz (+)43-316-873-8780 [email protected] Member Danish Energy Agency (+)45-3392-6702 [email protected] Alternate Member Energinet.dk (+)45 7010 2244 [email protected] Member VTT Fuel Cells (+)358-20-722-5298 [email protected] Member Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) (+)33-4-38-78-60-25 [email protected] Alternate Member Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) (+)33-4-38-78-55-36 [email protected] Member Forschungszentrum Jülich GmbH (+)49-2461-613076 [email protected] Alternate Member Forschungszentrum Jülich GmbH (+)49-2461-61-4616 [email protected] Member Ministry of Energy and Water (+)972-2-53-16-003 [email protected] Page 98 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Country ExCo Status Organisation Contact Details Alternate Member Ministry of Science and Technology (+)972-2-54-11-136 [email protected] Member Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA) (+)39-06-304-84298 [email protected] Member New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) (+)81-44-520-5261 [email protected] Alternate Member New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) (+)81-44-520-5262 [email protected] Member Korean Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) (+)82-2-3469-8341 [email protected] Alternate Member Korean Institute of Science and Technology (KIST) (+)82-2-958-5277 [email protected] Member Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) (+)52-777-362-3806 [email protected] Alternate Member Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) (+)52-777-362-3811 [email protected] Member Swedish Energy Agency (+)46-16-544-2296 [email protected] Alternate Member Grontmij AB (+)46-10-480-2304 [email protected] Dr Stefan Oberholzer Member Schweizerische Eidgenossenschaft (Swiss Federal Office of Energy) USA Dr Nancy Garland Member Department of Energy (+)1-202-586-5673 [email protected] USA Dr Shailesh Vora Alternate Member National Energy Technology Laboratory (+)1-412-386-7515 [email protected] Israel Italy Japan Name Dr Ela Strauss Dr Angelo Moreno Mr Kenji Horiuchi Japan Mr Hiroyuki Kanesaka Korea Dr Jimi Lee Korea Dr Jonghee Han Mexico Dr Jorge M Huacuz Mexico Dr Ulises Cano-Castillo Sweden Kristina Difs Sweden Mr Bengt Ridell Switzerland (+)41-31-325-89-20 [email protected] Page 99 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Ci-dessous le tableau des tâches de l’IEA/AFC No. Annex Objectives Duration Participants To reduce the cost and improve the performance of PEFCs, DMFCs and corresponding fuel cell systems. 2014-2019 Annex 22 participants 22 Polymer Electrolyte Fuel Cells 23 Molten Carbonate Fuel Cells To assist the commercialisation of MCFC systems through collaborative research and development. 2014-2019 Annex 23 participants 24 Solid Oxide Fuel Cells To assist, through international co-operation, the development of SOFC technologies. 2014-2019 Annex 24 participants 25 Fuel cells for stationary applications To understand better how stationary fuel cell systems may be deployed in energy systems. 2014-2019 Annex 25 participants 26 Fuel Cells for Transportation To understand better how fuel cells may be deployed in transportation applications. 2014-2019 Annex 26 participants 27 Fuel cells for portable applications To assist, through international co-operation, with the development of portable fuel cells towards commercialisation. 2014-2019 Annex 27 participants To assist the development of fuel cells through analysis work to enable a better interpretation of the current status, and the future potential, of the technology. This work will provide a competent and factual information base for technical and economic studies. 2014-2019 To further develop the open source modelling approaches and knowledge base to facilitate the development of fuel cell technology. 2014-2017 To assist, through international co-operation, the development of electrolysis technologies, and how these can best be deployed in energy systems. 2014-2019 28 Systems Analysis 29 Modelling of Fuel Cells Systems 30 Electrolysis l’IEA/AFC a rassemblé ses principales conclusions : • La technologie pile à combustible des véhicules électriques est prête pour l’introduction sur le marché. L’infrastructure hydrogène reste un obstacle, mais des développements sont en cours. Deux voitures sont déjà en production semi-automatisée de véhicules à pile à combustible. • Des solutions futures pour le transport exigeront probablement toutes les technologies qui sont disponibles - il n’y a aucune solution miracle, Les piles à combustible, avec des batteries, des hybrides et des biocarburants seront nécessaires. • Les piles à combustible ont vu une augmentation significative de production d’unité et du déploiement durant ces dernières années. Ce qui est maintenant nécessaire : le marché, la visibilité et le support politique, même s’il est technologiquement neutre. • Un tiers des Piles à combustible à Carbonate Fondu (MCFC) en opération dans le monde fonctionnent à partir de biogaz. • Catalyseurs : des alliages de platine ont une performance plus élevée et plus durable que le platine pur. • • Catalyseurs : des catalyseurs à coquille se développent rapidement et les premiers de ce type ont fait l’objet d’une licence à une entreprise japonaise. Plusieurs OEMs américaines sur les pile à combustible ont rapporté qu’elles sont près de la rentabilité en 2013. • • Dans l’Annexe 25 (piles à combustible Stationnaires) un nouvel ensemble de sous-tâches a été identifié pour le nouveau terme. Une nouvelle direction est la Sous-tâche 6, des Piles à combustible dans des systèmes énergétiques futurs englobant différentes puissances de systèmes d’alimentation, des réseaux intelligents et le stockage d’énergie. L’annexe 25 a exécuté une analyse examinant la qualité à gaz disponible dans les diverses parties du monde. Ceci a mené à une meilleure compréhension dans les pays membres des défis de qualité des gaz et il varie significativement. Ceci est pertinent parce que les piles à combustible sont très sensibles aux impuretés potentielles dans le carburant, Par conséquent, cela a des implications significatives quand la technologie d’une zone géographique est déployée dans une autre zone utilisant ce carburant. Les problèmes liés à l’efficacité et l’électrochimie des piles à combustible (SOFC) sont essentiellement résolus : l’état de l’art SOFC montre l’efficacité raisonnable et la performance électrochimique stable. Les problèmes restant avec des systèmes SOFC sont mécaniques. L’IEA/AFC produit aussi deux lettres d’information par an, présentant le travail du groupe à un large public et rendant ceux-ci disponibles sur le site Web. L’annexe 24 a produit le rapport “les Pages Jaunes des SOFC” qui donne un résumé clair du statut de technologie SOFC et des entreprises internationales. Ce rapport est également disponible sur le site Web de l’AIE. Une publication des activités de l’Annexe 28 :“l’Analyse de Systèmes” est en cours. De plus en 2013, une publication supplémentaire a été produite par le groupe, se concentrant sur les feuilles de route et les plans en cours dans chaque pays membre. Page 100 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales 7.4 PATH : Partnership for Advancing the Transition to Hydrogen PATH est un réseau international établi en 2002 entre les associations nationales de l’hydrogène qui ont souhaité en être membre. Il permet une coopération internationale pour promouvoir les technologies de l’hydrogène et son développement comme vecteur d’énergie non carboné. AFHYPAC en est un des membres fondateurs. Actuellement, 20 associations nationales réparties sur les cinq continents soutiennent les actions de ce réseau : 1. Renforcer la communication et fournir des arguments aux membres pour démontrer le potentiel de l’hydrogène et des piles à combustible à moyen terme. 2. Partager les informations sur les projets de démonstration en cours et les politiques nationales mises en place. 3. Contribuer à l’harmonisation des réglementations et des normes. Liste des organisations membres • Argentina : Asociación Argentina del Hidrógeno • Australia : Australia Association for Hydrogen Energy • Brazil : Development Commerce Transport (DCT) Energia (Interim Member*) • Canada : The Canadian Hydrogen and Fuel Cell Association • China : • China Association for Hydrogen Energy • Taiwan Association for Hydrogen Energy • EU : European Hydrogen Association • France : Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible • Germany : Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen -Verband (DWV) • Italy : • Italian Hydrogen and Fuel Cell Association • Italian Hydrogen Forum • Japan : Hydrogen Energy Systems Society of Japan • Malaysia : Universiti Teknologi Malaysia (Interim Member*) • Mexico : Sociedad Mexicana del Hidrógeno • New Zealand : Massey University Centre for Energy Research (Interim Member*) • Poland : Polish Hydrogen and Fuel Cell Association • Sahara Wind • Spain : Asociación Española del Hidrógeno • United Kingdom : U.K. Hydrogen and Fuel Cell Association • United States : Fuel Cell and Hydrogen Energy Association avions. Participants français : Dassault, Zodiac Aerospace, Safran, CEA. Une réunion du groupe chez Zodiac Aerospace à Plaisir en octobre 2014. Parution d’un premier document AIR6464 fin 2013. 7-6 Activités des acteurs français dans les programmes européens Union Européenne : 7e programme-cadre, Horizon 2020 La thématique Hydrogène représente une priorité au sein de la Commission. Par exemple elle a représenté près de 21 % du financement du programme Energie sur le FP 7(cf figure ci-dessous). Il a été principalement financé par le FCH JU mais d’autres projets Hydrogène ont existé dans la ligne programme Energie. Bilan du FCH JU 1 : La France participe bien et avec un bon taux de succès à la JTI FCH, supérieur à 55% et supérieur au taux de succès moyen du FCH JU.), La France a reçu environ 54 M€ sur une subvention totale de 450 M€ (12%) du FCH JU 1 et se place en 4e place pour le montant de subvention reçue, derrière l’Allemagne, le Royaume Uni et l’Italie. Le Danemark est 5e. Les acteurs français participent à la moitié des projets financés. A noter que la subvention reçue sur le JTI représente 25 % des subventions recues par la France dans le programme Energie. Les acteurs français étant impliqués dans les projets du JTI FCH sont au nombre d’une soixantaine répartis à peu près équitablement entre PME, grands groupes et recherche/ associations. La recherche française se place très bien et occupe la deuxième place en termes de subvention reçues derrière l’Allemagne avec deux organismes placés respectivement 1er et 4e (CEA et CNRS, voir figure plus bas) La recherche occupe une place relative nationale plus importante que dans d’autres pays (cf diagramme ci-dessous). Programme Energie du FP7 (2007-2013) par thématique (2,3 G€) FET 67 M€ - 3% CCS & Clean Coal 217 M€ - 10% Smart Grids 325 M€ - 14% Ce rapport est disponible sur le site de PATH : www.hpath.org 7.5 Activités dans les comités de normalisation • • • • • ISO TC 197 : président du comité miroir français G. Dang Nhu (Air Liquide) • Participation française dans plusieurs sous-groupes IEC TC 105 : président du comité miroir français L. Antoni (CEA) • Participation française dans plusieurs sous-groupes 2 à 3 réunions annuelles des comités miroirs français organisées le même jour Participation d’une délégation française aux assemblées générales ISO TC197 et IEC TC 105 Participation française également à l’EUROCAE/SAE WG 80 sur l’introduction des piles à combustible dans les FCH & H2 469 M€ - 21% Energy Efficiency 323 M€ - 14% Répartition du financement Energie au sein du FP7 (2007-2014) Solaire PV 150 M€ - 7% Eolien 182 M€ - 8% Solaire CSP 62 M€ - 3% Bioénergie Heeting & Cooling 75 M€ - 3% 329 M€ - 15% Océan 48 M€ - 2% Hydro 10 M€ - 0% Page 101 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Répartition du financement du FCH JU par nature d’activités et par pays Classement des organismes de recherche en subventions reçues (5 premiers calls) 2% 5% Commissariat à l’énergie atomique 24% Total JTI FCH (300 M€) OTH 42% Higher Education Deutsches Zezntrum Feuer luft- und raumfahrt EV 27% Industry EVE-Forschungszentrum fur Energietechnologie E.V. SME Research Organization 0% 3% Centre National de la Recherche Scientifique 31% Germany (66 M€) 40% Stiftelsen Sintef 26% Danmarks Tekniscke Universitet 0% 9% Consiglio Nazionale delle Ricerche 20% France (27 M€) 58% Teknologian Tutkimuskeskus VTT 13% 4% 9% 3% Fraunhofer-Gesellshaft zur Foerderung der Angewandten forschung E.V. Zentrum fur Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung, Baden-Wuertemberg 0 39% UK (57 M€) 45% 1% 19% 18% 7% Italy (42 M€) 55% 2000 4000 6000 8000 10000 12000 La participation industrielle française est faible et manque surtout de champion de type Air Liquide qui est bien seul dans ce panorama. Il y a beaucoup d’industriels français qui participent au moins une fois au FCH JU (Saint-Gobain, Rhodia, PSA, Dassault, GDF SUEZ, AREVA, Arkema, Snecma, Total, EADS, EDF, Zodiac, des PME (Baikowski, Raigi, SFC, McPhy, Marion technologies, Bertin), des utilisateurs (la Poste, IKEA, Transdev…) mais ils ne s’impliquent que très ponctuellement, sur un ou deux projets et pour des montants faibles, mis à part l’acteur industriel le plus visible Air Liquide qui reçoit 60% du total des subventions perçues par les industriels français (période 2008-2012) et arrive en 8ème position des 10 industriels européens percevant le plus de subventions de la JTI. Mais le second français, l’association “Institut Pierre Vernier”, ne se situe qu’en 74e position, et le troisième français, HELION, qu’en 89e position. Page 102 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Les industriels étrangers trouvent donc intérêt à travailler avec les équipes de recherche françaises mais la question de l’implication des industriels français est posée. Globalement le tissu industriel français n’est pas assez dense sur la thématique hydrogène. Industriels européens percevant des subventions UK / Aberdeen City Council Une autre caractéristique est le manque criant de projets de démonstration en France avec des acteurs français leaders, mis à part le projet MOBYPOST et une petite partie française de ENE Field. Cela impacte sur le résultat en termes de subvention reçue. DK / H2 logic AS UK / London Bus Services Ltd Enfin, par rapport à la moyenne européenne, la France est plus fortement positionnée sur les thématiques “Transport and refuelling infrastructure” et “Hydrogen production and storage” et un peu moins sur la thématique “Stationary power production and CHP” pour laquelle la France ne dispose pas d’industriels de la pile SOFC par exemple. NO / Ruter AS UK / Diverseenergy Ltd DK / Copenhagen Hydrogen Network AS Projets hors FCH JU DK / Dantherm Power AS FR / Air Liquide Hyfrogen Energy IT / Riviera Trasporti SPA CH / Postauto Schweiz AG 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Par ailleurs, entre 15 et 20 projets hors du cadre du JTI ont été financés par le programme-cadre : quelques projets de recherche plus amont, comme le projet IDEAL-CELL mené par l’Ecole des Mines sur la conception totalement innovante de SOFC avec 5 couches dans la MEA différenciant les fonctions et un gros projet de démonstration, le projet INGRID, étudiant le stockage de différentes énergies intermittentes avec production, stockage (près de 1 tonne) et utilisation de l’hydrogène dans les Pouilles en Italie a été accepté avec un budget de 24 M€, la société McPhy étant un des partenaires majeurs de ce projet. On peut estimer que la France a bénéficié d’une subvention de 13 à 15 M€ supplémentaires par ce biais. Lancement du JTI FCH JU 2 : UK DE IT DK FR 0 5 10 15 20 25 Nombre d’industriels dans les 100 premiers Nombre d’industriels dans les 50 premiers 30 Cette entreprise poursuit son action et va aussi gérer les fonds européens issus d’Horizon 2020. Le FCH JU 2 a été adopté par le conseil le 6 mai 2014. L’Union européenne a ainsi donné son feu vert à l’entreprise commune FCH 2 JU pour une durée de 11 ans (2014-2024) avec un budget de 1,33 G€ : 50 % provenant d’Horizon 2020 (programmes Energie et programme Transports) et 50 % des actionnaires de la JU. Les projets sont ouverts à tous (yc les non-membres). Les organismes de recherche sont regroupés au sein de l’association N.ERGHY et les industriels au sein de l’association Industry Grouping (New Energy World IG). Le nouveau Conseil d’administration sera composé de 10 membres (contre 12 pour le FCH 1 JU) : 6 représentants de l’Industry Grouping + 1 représentant de N.ERGHY + 5 de la Commission européenne. Les objectifs et la stratégie 2014-2020 ont été définis par les actionnaires dans le multi-annual work programme (MAWP). Celui-ci fixe le cadre. Concernant le choix des projets, les industriels ont entièrement la main sur les projets de démonstrations à proposer. Dans la seconde phase du JTI FCH, il est prévu de ne plus considérer que 2 grandes thématiques hydrogène : le transport et l’énergie, tout en en conservant quelques actions transversales. D’autre part les projets correspondront à des TRL supérieurs à 3. Enfin la répartition sera de 35-40 % de recherche (Research Innovation actions) et 60 65 % de démonstration et déploiement, industrialisation (innovation actions), le tableau ci-dessous donne la répartition : Page 103 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales Funding distribution Research and Innovation Innovation Total Transports Systems 94 (±5) 14.5% 213 (±10) 33% 307 47.5% Energy Systems 94 (±5) 14.5% 213 (±10) 33% 307 47.5% 32 5% 646 100% Cross-cutting activities Total 192 29% Les taux de financement sont ceux de Horizon 2020. Les parties prenantes ont en outre une nouvelle obligation par rapport au premier FCH JU, outre le fait de montrer à parité leur contribution dans les projets du FCH JU : celui de montrer leur engagement dans des projets extérieurs au FCH JU. Le premier AAP de la JTI FCH2(pour un montant de 93 M€) a été lancé avec une clôture le 6 novembre 2014. EHA : European Hydrogen Association L’Association Européenne compte parmi ses membres une quinzaine d’associations nationales (dont l’AFHYPAC) et quelques sociétés industrielles, principalement des gaziers. 426 66% Basée à Bruxelles, elle présente l’avantage d’être proche des instances de la Commission, ce qui à la fois permet d’être rapidement informé des projets des principales directions concernées et de la FCH JU sur l’hydrogène, mais aussi de faire passer des messages auprès des conseillers et experts chargés d’instruire les projets engagés par la Commission. L’AFHYPAC a un représentant au “Board” de l’EHA. L’EHA publie une note mensuelle riche en information sur les activités concernant l’hydrogène en Europe, disponible sur son site : www.h2euro.org Page 104 - Chapitre 7 - Activité de la France dans les organisations internationales ACTIVITES de l’AFHYPAC 2013 - 2014 GT “Garantie d’origine Hydrogène renouvelable” L’Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible (AFHYPAC) a pour mission générale d’animer la filière industrielle française des technologies de l’hydrogène et des piles à combustible. L’AFHYPAC souhaite, en collaboration avec ses membres, élaborer, proposer et mettre en œuvre un outil de comptage et de traçabilité de type “garantie d’origine” pour l’hydrogène vert produit à partir de sources d’énergies renouvelables. Elle apporte son soutien aux entreprises en coordonnant des projets d’intérêt commun leur permettant de mettre des moyens en commun pour gagner en visibilité, compétitivité et accélérer ainsi leur déploiement sur les marchés français et internationaux. Il s’agit de mettre en place, au cours d’une phase pilote, un premier dispositif s’adressant à des porteurs de projets qui souhaitent valoriser l’hydrogène “vert” produit et / ou utilisé dans leurs projets. Elle favorise les liens entre les différents acteurs de la filière, la recherche, les élus et les pouvoirs publics, les programmes internationaux, et contribue à l’information du grand public. Activités des Groupes de travail Réglementation Le Groupe de Travail “Réglementation” regroupe les sousgroupes suivants : • “Réglementation – Production”, • “Réglementation – Distribution”, • “Garanties d’origine”. Les contacts avec la DGPR ont été renforcés en 2013 : un rendez-vous avec la Directrice de la DGPR a eu lieu le 3 juin. La présidente d’AFHYPAC était accompagnée d’un représentant de l’ADEME. La Directrice de la DGPR est intervenue le 20 juin 2013 lors de l’Assemblée Générale d’AFHYPAC sur le thème de l’adaptation du cadre réglementaire à la filière hydrogène-énergie. Une journée de formation sur la sécurité hydrogène à destination de représentants de la DGPR, DREAL et sapeurspompiers a été organisée le 1er juillet avec l’INERIS. La première version du “Guide de bonnes pratiques pour l’Hydrogène et les Piles à combustible” a été présentée en Assemblée Générale AFHYPAC le 12 décembre 2013. Les groupes de travail animés par l’AFHYPAC ont abouti en 2014 à un document reprenant des propositions d’évolution et de modification des règlements en vigueur relatifs à l’hydrogène et aux piles à combustible, discutées et validées par les acteurs de la filière. Ce document a été présenté lors de l’Assemblée Générale de l’AFHYPAC le 26 juin 2014 et a été transmis à la Direction Générale de la Prévention des Risques. Une réunion aura lieu avant la fin de l’année 2014 pour détailler les propositions de l’AFHYPAC avec les services de la DGPR. GT Réglementation“Distribution en entrepôts” Plus spécifiquement sur la réglementation adaptée à la distribution de l’hydrogène pour les engins de levage, un courrier commun AFHYPAC – Association Française des Gaz Comprimés (AFGC) a été adressé à la Directrice générale de la DGPR début août 2014. Le premier livrable est accessible pour les membres sur le site de l’AFHYPAC, il comprend : • Un état des lieux des mécanismes électricité et gaz et proposer un mécanisme pour l’hydrogène ; • Un argumentaire sur l’Emission de Garanties d’Origine comportant une description des avantages possibles apportés au fournisseur et au client en fonction des usages commerciaux de l’hydrogène. Normalisation et standardisation AFHYPAC a aidé l’AFNOR en 2013 à lancer l’enquête publique sur la norme NF M58-003 Installations hydrogène. AFHYPAC a confirmé son soutien financier à l’AFNOR pour l’accueil de la réunion plénière ISO-TC 197 (Technologies de l’hydrogène énergie) les 5 et 6 décembre à Paris. AFHYPAC est intervenue à cette réunion en donnant un exposé sur la situation en France. Etude Mobilité Hydrogène France L’initiative Mobilité Hydrogène France a été soumise à l’appel à projets HIT financé par l’EU – TEN-T (Trans-European Transport Network) et a reçu une réponse positive. Dans ce cadre, AFHYPAC a réuni des acteurs intéressés par construire une vision commune du déploiement d’une infrastructure hydrogène en France pour permettre l’alimentation de véhicules hydrogène particuliers et flottes captives. AFHYPAC sous-traite la Phase 1 de l’étude à un consultant chargé de rassembler des données quantitatives afin d’élaborer un scenario réaliste à 2030. Le cahier des charges de l’étude a été envoyé en avril 2013 à 5 sociétés de consultants. Le choix du Steering Committee Mobilité Hydrogène France s’est porté sur l’équipe de McKinsey. Le Memorandum of Understanding a été signé par 23 sociétés et organismes nationaux et internationaux. Le communiqué de presse annonçant le lancement de l’étude a été diffusé début juillet 2013. De nouveaux partenaires ont rejoint l’étude en septembre 2013 : NISSAN, HYUNDAI MOTOR France, Renault Trucks et La Plate-forme Française Automobile. Les résultats ont été fournis sous forme d’un scénario de déploiement et d’un business case validé par les membres du consortium en octobre 2013. Page 105 - Annexes Une deuxième phase permet d’étudier plus en profondeur l’amorçage de ce marché par les flottes captives, les verrous réglementaires, les incitations publiques nécessaires (taxes réduites sur l’hydrogène, compensation des coûts de production de l’hydrogène décarboné, financement des achats de véhicules des clients précurseurs), les bénéfices en retour pour l’Etat, les recommandations en matière d’industrialisation de composants clés (pile à combustible, réservoirs, compresseurs, stockage, électrolyseur). La phase 2 a fait l’objet d’un appel d’offres vers 5 consultants. Les membres du consortium ont choisi le Consultant Element Energy pour mener à bien la Phase 2 de l’étude. Les travaux ont commencé mi-décembre 2013. Les partenaires de l’étude ont signé un Joint Study Agreement qui se substitue au MoU signé lors du lancement de la Phase 1. La Phase 2 a abouti fin avril 2014 à un scénario possible de déploiement en France. Il se fonde sur le déploiement initial dans des “clusters” à partir de flottes captives, avant la phase d’extension nationale progressive, en s’insérant en particulier dans des corridors européens en cohérence avec les plans de déploiement des partenaires fortement engagés dans ces infrastructures, notamment Allemagne, Grande Bretagne, Europe du Nord, Suisse. La diffusion des résultats de l’étude est intervenue après l’été 2014, le salon de l’Auto étant le moment retenu pour le lancement de la Communication. Une phase 3 de l’étude a été lancée dès septembre 2014. Elle a pour but de suivre et aider à la mise en œuvre du plan de déploiement prévu en phase 2, notamment sur les flotets captives. Les candidatures de 5 territoires ont été retenues : • Candidature commune du Conseil général de l’Isère et de la Métro de Grenoble, • Valence Romans Agglomération • Région Midi-Pyrénées • Collectivité Territoriale de Corse • Commune de Sainte-Marie-aux-Mines. Les études dans chacun de ces territoires seront menées en 2014. En 2014, la méthodologie définie avec Clean Horizon en fin d’année 2013 a été appliquée au territoire de Grenoble-Isère puis sur le territoire de Valence Romans Sud Rhône-Alpes. La 2e édition des Journées Hydrogène dans les territoires s’est tenue les 22 et 23 septembre 2014 à Belfort. Cette manifestation a été organisée conjointement par l’AFHYPAC et la Communauté de l’Agglomération Belfortaine avec le Pôle Véhicule du Futur, INEVA-CNRT, l’UTBM et Alphéa Hydrogène. Faisant suite aux rencontres de mai 2013 à Albi, ces deux journées ont permis aux acteurs des régions et territoires concernés de faire le point sur leurs projets, sur les facteurs de succès, les freins et difficultés rencontrés et les bonnes pratiques pour les surmonter et favoriser efficacement l’apparition de ces solutions prometteuses pour le pays, ses territoires et son industrie. La seconde journée était consacrée à un atelier de réflexion sur le marché prometteur de la logistique urbaine et des flottes de véhicules professionnels. A cette occasion, des visites de la plate-forme courrier d’Audincourt de la Poste ont été organisées. Ces journées ont rassemblé plus de 200 participants. Hydrogène dans les territoires Diffusion de l’information Le Groupe Territoires, groupe permanent d’AFHYPAC, a pour objectif d’animer le réseau d’acteurs locaux, et d’aider à développer des actions et des supports communs en lien avec les objectifs nationaux. L’AFHYPAC poursuit sa mission de communication et de diffusion d’informations à l’ensemble du grand public, vers les décideurs non spécialistes (élus, pouvoirs publics, collectivités…), mais aussi à destination des partenaires de la filière en France. La réunion de lancement du groupe a eu lieu le 12 avril 2013 à Paris et a rassemblé une vingtaine de participants (associations régionales, représentants de régions, sociétés et organismes impliqués localement). Les 16 et 17 mai 2013, la 1ère édition des Journées “Hydrogène dans les territoires” a été organisée à Albi par Phyrénées en partenariat avec AFHYPAC. Elles ont rassemblé une soixantaine de participants. L’étude sur “L’apport de l’hydrogène sur un système énergétique régional” a fait l’objet d’un appel d’offres diffusé auprès de 5 cabinets de consultants. Le Bureau AFHYPAC a choisi l’offre de Clean Horizon pour mener cette étude. AFHYPAC rend l’information accessible via : • La mise à jour régulière des informations de son site internet dont la fréquentation ne cesse d’augmenter (plus de 20 000 connexions par mois), • La publication d’une gazette bimestrielle : les numéros 30 à 41 ont été diffusés à l’ensemble de la liste de diffusion (1800 contacts) au cours des années 2013 et 2014 • La mise à jour régulière de fiches techniques de la rubrique “Tout savoir sur l’hydrogène et les piles à combustible” du site internet. Cette rubrique rassemble 64 fiches techniques qui forment une base de données consultée notamment par les étudiants et les professeurs. • Le développement en 2014 et la mise en ligne d’une Chaîne YouTube Hydrogène-énergie regroupant des vidéos pédagogiques sur l’hydrogène et les PAC. Clean Horizon a rédigé la méthodologie en fin d’année 2013. Un appel à candidatures a été diffusé parmi les membres du GT Territoires afin de solliciter des territoires de types différents (région, urbain et péri-urbain, insulaire et/ou isolé) qui seraient intéressés pour appliquer la méthodologie développée par Clean Horizon à leur territoire. Page 106 - Annexes • Via des actions de communication : • organisation de Journées d’information et d’échanges : l’AFHYPAC rassemble ses membres à l’occasion de ses assemblées générales organisées deux fois par an et profite de ce temps privilégié pour inviter des intervenants extérieurs à l’association à donner des conférences. • • organisation des Journées Hydrogène dans les territoires dans le cadre du groupe de travail qu’elle anime, participation à des colloques et des salons : • Salon eCarTec (salon international de la mobilité électrique) à Paris Porte de Versailles en avril 2013. • Hyvolution, premier salon des technologies de l’Hydrogène, organisé à Albi du 5 au 8 septembre 2013. • Salon Pollutec 2012 à Lyon en décembre en organisant des conférences et en tenant un stand permettant aux visiteurs de découvrir les dernières réalisations de certains membres (pile SymbioFCell, chargeurs de portables WH2) ainsi qu’au Salon Pollutec 2013 à Paris (exposition du HyKangoo et d’une maquette de station-service à hydrogène d’Air Liquide). En 2014, l’AFHYPAC renforce ses moyens de communication avec l’engagement en mai de l’agence-conseil Planète-Verte. Promotion de la filière auprès des institutions nationales et régionales AFHYPAC veille à être disponible vis-à-vis des régions, pôle de compétitivité d’une part et à faire connaître la filière vis-àvis des équipes nationales d’autre part. Au niveau régional, • AFHYPAC entretient des contacts fréquents et suivis avec les pôles tels que Capenergies, le Pôle Energie 2020 et Tenerrdis ainsi qu’avec les associations régionales PHyRENEES et Mission Hydrogène des Pays de Loire. Depuis la visite du Ministre Arnaud Montebourg sur le site de Trifyl en janvier 2014, l’AFHYPAC est en contact avec le plan “Autonomie et puissance des batteries” de la Nouvelle France Industrielle animé par Florence Lambert. L’AFHYPAC joue un rôle actif dans la mise en place du plan, en particulier pour diffuser les informations aux membres de la filière et contribuer à la coordination des acteurs. Par ailleurs, les membres du Bureau de l’AFHYPAC ont été reçus le 4 juillet 2014 par Madame Hélène Peskine, Conseillère de Madame la Ministre Ségolène Royal concernant le projet de Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte. Suite à cet entretien, l’AFHYPAC a proposé fin juillet 2014 des amendements au projet de Loi. Représentation de la filière au plan international AFHYPAC participe au Conseil de l’European Hydrogen Association et aux réunions de PATH (Partnership for Advancing the transition to Hydrogen). Par ailleurs, des membres de l’AFHYPAC agissent comme experts auprès de la Commission Européenne dans le cadre de projets FCH -JU. AFHYPAC a été un support logistique pour l’organisation des réunions de l’IEA HIA en avril 2013 à Paris ainsi qu’en mai 2014. Enfin, d’un point de vue plus opérationnel, l’étude H2 Mobilité France permet à AFHYPAC et aux acteurs français d’être présents au niveau européen et international au travers du volet HIT. Il s’agit de définir en coordination avec 4 autres pays une roadmap de déploiement. Il est à noter également que le consortium H2 Mobilité France s’internationalise avec la participation de Nissan, Hyundai et H2 Logic qui ont rejoint l’étude en Phase 2. Conclusion • le CGI, L’AFHYPAC est clairement et résolument engagée à promouvoir une démarche collective de filière pour faire émerger concrètement des marchés, et faire décoller l’activité industrielle, par l’émergence d’un cadre réglementaire adapté, d’une prise de conscience politique et par les futurs utilisateurs des bénéfices et des modèles d’affaires de l’hydrogène, et la mise en place des soutiens publics requis, comme proposé dans le rapport de l’OPECST. • le Ministère de la Recherche, Trois axes majeurs se dégagent dans ce cadre : • le Ministère de l’Ecologie, du Développement durable et de l’Energie, • Réglementation : accélérer les travaux dans le cadre d’une approche holistique. • Le Ministère du Redressement Productif. • H2 dans les territoires • Mobilité Hydrogène France : mener à son terme l’étude et contribuer à valoriser les résultats. • AFHYPAC a participé aux réunions du Comité Stratégique de Filière Emergente Hydrogène à l’invitation du Préfet de la Région Rhône-Alpes. Ces réunions ont donné lieu à une contribution au débat sur la transition énergétique. Au niveau national, de nombreux contacts ont été initiés avec En 2013, AFHYPAC a été auditionnée par l’OPECST et a ainsi contribué au rapport parlementaire “L’hydrogène : vecteur de la transition énergétique”. AFHYPAC a mobilisé ses membres pour que les questions législatives relatives à la filière progressent réellement à l’occasion de ce rapport. En effet, des membres d’AFHYPAC ont aussi été audités et ont complété les éléments d’analyse et d’informations pour nos législateurs. Ce rapport a été publié en janvier 2014 et a notamment été remis au Ministre du Redressement Productif, Monsieur Arnaud Montebourg, en “mains propres” par le Sénateur Pastor et le Député Kalinowski en présence des acteurs de la filière Hydrogène et Piles à combustible. Page 107 - Annexes Les Membres Collège “Grands groupes industriels, institutions financières et ETI” Air Liquide Advanced Business AREVA Stockage d’énergie Caisse des Dépôts Compagnie Nationale du Rhône EDF-EIFER GDF SUEZ GRTgaz TIGF Collège “PME-PMI” ATAWEY AREVA H2Gen ENEA Consulting Enercat (IRMA) Green Access GreenGT Technologies HASKEL France HERA France / ALBHYON HINICIO Hydrogène de France McPhy Michelin SymbioFCell SERTRONIC Tronico-Alcen WH2 Page 108 - Annexes Collège “Industriels utilisateurs et clients finaux” Dassault Aviation Collège “Organismes de recherche, laboratoires, universités, écoles et centres techniques” CEA CNRS INERIS Fédération FCLAB Collège “Associations, collectivités territoriales, pôles de compétitivité et groupements divers” Alphéa Hydrogène Capenergies Institut Carnot Mines CNRS GDR HySPAC CNRS GDR ACTHYF Communauté d’Agglomération du Grand Dole Conseil Général de la Manche ERH2-Bretagne INEVA Mission Hydrogène PHyRENEES Pôle d’Excellence Energie 2020 TENERRDIS Collège “Personnes physiques” 40 adhérents Références Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible, www.afhypac.org Gazettes de l’Hydrogène, http://www.afhypac.org/fr/gazette ADEME, www.ademe.fr Direction Générale de l’Energie et du Climat, www.developpement-durable.gouv.fr Agence Nationale de la Recherche, www.agence-nationale-recherche.fr Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie, www.economie.gouv.fr Ministère de l’Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/ ANCRE, www.allianceenergie.fr France Stratégie, www.strategie.gouv.fr Alphéa Hydrogène, www.alphea.com Capenergies, www.capenergies.fr Energie 2020, www.energie2020.fr ERH2 Bretagne, www.erh2-bretagne.com PHyRENEES, http://blogs.enstimac.fr/phyrenees/2009/02/presentation.html Mission Hydrogène, www.mh2.fr Communauté d’Agglomération du Grand Dole, www.grand-dole.fr Conseil Général de la Manche, www.conseil.general.manche.fr Pôle Véhicule du Futur, www.vehiculedufutur.com TENERRDIS, www.tenerrdis.fr AIRBUS, www.airbus.com Air Liquide Advanced Business, www.airliquideadvancedbusiness.com AREVA H2Gen, www.arevah2gen.com ATAWEY, www.atawey.com BIC, www.bicworld.com CETH2, www.ceth2.com Clean Horizon, www.cleanhorizon.com Compagnie Nationale du Rhône, www.cnr.tm.fr Dassault-Aviation, www.dassault-aviation.com EDF-EIFER, www.eifer.org ENEA Consulting, www.enea-consulting.com ENERCAT SAS, www.enercat.fr GDF SUEZ, www.gdfsuez.com GreenGT Technologies, www.greenGT.com GRTgaz, www.grtgaz.com Haskel, www.haskel.com HINICIO, www.hinicio.com Hydrogène de France, www.hdf-energie.com MaHyTec, www.mahytec.com McPhy Energy SAS, www.mcphy.com MIA, www.mia-voiture-electrique.com Michelin, www.michelin.fr PAXITECH, www.paxitech.com Pragma Industries, www.pragma-industries.com SymbioFCell, www.symbiofcell.com TIGF, www.tigf.fr Tronico-Alcen, www.tronico-alcen.com/fr WH2, www.wh2.fr Zodiac Aerospace, www.zodiacaerospace.com CEA Liten, www-liten.cea.fr CNRS, www.cnrs.fr INERIS, www.ineris.fr Institut FC Lab, www.fclab.org GDR ACTHYF, www.gdr-acthyf.cnrs.fr GDR HySPàC, www.gdr-hyspac.cnrs.fr GDR PACS, www.gdr-pacs.cnrs.fr Unité de Catalyse et de Chimie du Solide, Université de Lille 1, www.uccs.univ-lille1.fr Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, www.utbm.fr Joint Technology Initiatives, http://ec.europa.eu/research/jti/index_en.cfm Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking, www.fch-ju.eu International Energy Agencywww.iea.org IEA Hydrogen Implementing Agreement, www.ieahia.org International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy, www.iphe.net Partnership for Advancing the Transition to Hydrogen (PATH), www.hpath.org European Hydrogen Association (EHA), www.h2euro.org H2FC European Research Infrastructure, www.h2fc.eu HySafe, www.hysafe.org Page 109 - Annexes Bilan GDR ACTHYF (2010-2013) Liste des programmes ANR financés Liste des brevets BIOPAC (ANR Bioénergies) 2010‐2014, Functional hyperthermophilic hydrogenases immobilization onto carbon supports in view of efficient hydrogen oxidation catalysis ; Partenaires : BIP (Marseille), LCP (Marseille), IS2M (Mulhouse), LBT (Paris) Inventeurs : O. Gillia, M. Botzung (CEA‐ LITEN) et M. Latroche (CNRS‐CMTR/ ICMPE) ; “Method of manufacturing a metal‐hydride hydrogen storage reservoir” ; N° WO 2009‐138406 (19/11/2009). Inventeurs : L. Peyraud, M. Jehan, G. Bienvenu (McPhy Energy) P. de Rango (Institut Néel), Ph. Marty (LEGI) ; Réservoir de stockage de l’hydrogène à l’état solide, FR107157 Inventeurs : P. de Rango, D. Fruchart, S. Miraglia (Institut Néel) Ph. Marty (LEGI), A. Chaise, S. Garrier (Institut Néel) G. Bienvenu, M. Jehan (McPhy Energy) Réservoir adiabatique d’hydrure métallique, WO20100764 HYPE (ANR PanH), 2007‐2010, réservoir HYdrogène haute PrEssion ; Partenaires : Peugeot Citroen Automobiles, Université FrancheComté - FEMTO ST/LMARC (Besançon), CEA (LSTP), ENSAM (LIM), ULLIT, SOFICAR, INERIS, AIR LIQUIDE MATHYSSE (ANR PAN‐H) 2007‐2010, Matériaux Hybrides pour le Stockage Solide de l’hydrogène ; Partenaires : IS2M (Mulhouse), LCP (Marseille), CINAM (Marseille), ICMPE (Thiais), IL (Versailles). METALICA (ANR PAN‐H) 2009‐2011, Cartouches polymère à base d’hydrures métalliques bas coût pour piles à combustible portables, Partenaires: CEA‐LITEN (Grenoble), BIC (Clichy la Garenne), ICMPE (Thiais). MODERNHY-T (ANR PAN‐H) 2008‐2011, Modèle et Outil pour le Dimensionnement et l’Evaluation de Réservoirs iNnovants à HYdrures pour les Transports ; CEA-Liten (Grenoble) ; PSA (Poissy; SNCF; Institut Néel (Grenoble); NPG L3SR; McPHY Energy. NANOHYDLI (ANR STOCK‐E) 2010‐2012, Nano hydrures pour batteries à ions lithium, Partenaires : LRCS (Amiens), ICMPE (Thiais), ICMCB (Bordeaux). MODERNHY-T (ANR PAN‐H 2008) Modèle et Outil pour le dimensionnement et l’Evaluation de Réservoirs Innovants à hydrures pour les transports. Partenaires : CEA‐LITEN (Grenoble), Institut Néel (Grenoble) L3SR (Grenoble INP), PSA, SNCF, McPhy Energy Page 110 - Annexes Liste des autres projets (PIE, FUI, UE, Région, etc.) METACARBO (Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS), 2010, Etude de composites carboneintermétallique pour matériaux d’électrodes négatives d’accumulateurs ; Partenaires : ICMPE (Thiais), CRMD (Orléans). THERMODHYMAT (Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS), 2009, Echelle THERMODynamique de la potentialité en stockage et production d’HYdrogène de MATériaux solides ; Partenaires : IRCELYON (Villeurbanne), Institut Néel (Grenoble). HYCAN (FUI Appel 2009) Hydrogen Canister Partenaires : Institut Néel, McPhy Energy, Boxal, Ad‐-Venta , Paxitech. Cluster Energie – Région Rhône Alpes (2008/2011) : “Couplage d’une pile SOFC alimentée en hydrogène et d’un réservoir d’hydrure de magnésium” Partenaires : Institut Néel, LEGI MANUNET Era‐net Project ‐ Energy Box (FP7, 2010/2013) : “CHP system for residential and portable based on SOFC and hydrogen storage” Partenaires : Institut Néel, LEGI, Politecnico Torino Institut Carnot Energie du Futur (2008‐2011) : Hydrures/Stockage H2 ; Partenaires : Institut Néel, LEGI NOMASTOCK (Nouveaux Matériaux de stockage) Programme Interdisciplinaire Energie du CNRS (Appel d’offres 2008). Partenaires : ICMCB, Institut Néel, ICMPE, LRCS. Bilan GDR PACS (2010-2013) ANR Chaire d’Excellence ANR (15 contrats, une Chaire d’Excellence, un Inter-Carnot) Chaire d’Excellence Junior (2011-2014) Catalyseurs au fers innovants, CNRS (ICGM-AIME) ANR 2010 EMERGENCES : DAMAS (2010-2012) Influence d’une cellule défectueuse sur le fonctionnement d’une PEMFC, CNRS (LEMTA, GREEN, LSGC) ANR 2010 JCJC : AMADEUS (2010-2012) Assemblage membrane électrode par plasma direct, CNRS (GREMI ; LACCO) ; CEA ANR 2011 MATETPRO : MAMEMRIP (2011-2013) Matériaux multicouches échangeurs d’ions à base de RIP, CNRS (LEPMI ; INACSPrAM ; LPPI ; IMPLMBP) ; CEA ANR 2011 EMERGENCES : HydroPEM (2011-2013) Générateur d’hydrogène bas coût par électrolyse de l’eau/EPS, CNRS (ICMMO) ANR PROGELEC 2011 : AITOILES (20112013) Assemblages membranes électrodes pour électrolyse PEM-Energies Renouvelables, CNRS (LACCO; ICMMO); CEA; Hélion; CETH2 PBHT (2011-2013) Plaques bipolaires embouties pour applications PEMFCHT, CEA ; CNRS (FC-Lab; INSA-Mateis), Symbio-FC PEREN (2011-2013) Performances de cellules d’électrolyse HT nouvelle génération CNRS (CIRIMAT ; ICMCB ; LEPMI) ; CEA MALICE (2011-2013) Nouvelles familles d’hydrures sans matériaux critiques, CNRS (ICMPE ; LISE) ; SAFT DIAPASON2 (2012-2014) Diagnostic de PAC pour applications automobiles, CEA ; EIFER ; IFSTTAR ; CNRS (FC-Lab ; LSIS). INEXTREMIS (2012-2014) Caractérisation du transport d’eau dans les membranes pour PEMFC, CNRS (INAC/SPrAM ; IEM) ; CEA MEMFOS (2012-2014) Membranes fluorophosphoniques pour PEMFC haute température, CEA ; CNRS (IEM ; ICGM) ; Hélion Pile-Eau-Bio-Gaz (2012-2014) Production d’électricité par une PAC alimentée au biogaz, CNRS (LEPMI; LGCIE); GDF SUEZ ; CEA; N-GHy PROPICE (2013-2016) Pronostic de piles et gestion de l’état de santé de PEMFC, CEA; CNRS (FC-Lab; LAGIS; P’); EIFER; Univ Kazan SURICAT (2012-2014) Supports robustes innovants pour catalyseurs de PEMFC, Armines ; CEA ; CNRS (ICGM ; LEPMI) ; PAXITECH ANR 2012 Blanc SIMI 8 IDEAMAT (2012-2015) Diffusion et échange ionique pour le design de matériaux avancés pour l’énergie, CNRS (UCCS ; LSCR ; SPMS) ; CEA mechanical properties, CNRS (ICGMAIME), Johnson Matthey Fuel Cells, Solvay Speciality Polymers, Uni. Perugia, Pretexo Inter-Carnot 2010 EUBECEL, Fraunhofer (2010-2014) Efficient use of bio-ethanol in fuel cells,(Carnot CED2), CNRS (ICGM, IEM), (Energies du Futur) CNRS (LEPMI) DURAMET (2011-2014) Improved Durability and Cost effective Components for New generation of Solid Polymer Electrolyte Direct Methanol Fuel Cells, CNRS (ICGM-AIME), CNRITAE, Pretexo, IRD Fuel Cells, FuMA-Tech, CR Fiat ADEME (2 contrats) RAMSES (2011-2014) Robust Advanced Materials for metal supported SOFC, CEA-Liten, ICMCB, Baikowski SAS, 5 European companies ADEME 2012 TITEC : VALORPAC (20122014) Intégration d’une PAC dans une chaîne de traitement de déchets CNRS (IMN), S3D, Syngaz, Fiaxell EXALAME (2012-2014) Complexes catalytiques polyfonctionnels pour AME sans Nafion, CEA, CNRS (LACCO), Hélion, Specific Polymers SOUTIEN DES COLLECTIVITES TERRITORIALES (2 soutiens déclarés) OPERAH : Nord Pas de Calais (20132014) Optimisation et préparation de cellules pour électrolyseurs HT, CNRS (LCCS) PHM PAC: Franche-Comté (2012-2015) Pronostic de systèmes pile à combustible de type PEMFC, CNRS (FCLAB) EUROPE PCRD-7 (19 contrats, une ERC Starting Grant) GENIUS (2011-2014) GEneric diagNosis InstrUment for SOFC Systems, EIFER; CNRS (FC-Lab) ; HTCeramics ; Univ Genoa, etc. D-CODE (2011-2014) DC/DC Converter-based Diagnostics for PEM systems, EIFER; CNRS (FC-Lab) ; Dabtherm, INNO etc. ATLAS-H2 (2010-2014) Advanced metal hydride tanks for integrated hydrogen applications, CNRS (ICMPE) ; Demokritos ; McPHy ; Hystore-tec. ISH2SUP (2010-2014) In situ H2 supply tevchnology for micro FC powering mobile electronics, CEA ; CNRS ; Finland; Sweden MOBYPOST (2011-2014) Mobility with hydrogen for postal delivery, EIFER; CNRS (FC-Lab) ; McPhy SAPHYRE (2013-2016) Prognostics de piles PEMFC CNRS (FC-Lab); EIFER; UBZM (D) ; Dantherm (DK) SMARTCAT (2013-2016) Approach using rational design to develop breakthrough catalysts for commercial automotive PEMFC, CNRS (GREMI ; IC2MP) ; SINTEF (N) ; DTU (DK) etc. QUASIDRY (2010-2013) Quasi-anhydrous and dry membranes for next generation fuel cells, CNRS (ICGM-AIME), Johnson Matthey Fuel Cells, FuMA-Tech, CNR-ITAE, Pretexo, Un. Lund, MPI-PF MAESTRO (2011-2014) Membranes for stationary applications with robust METPROCELL (2011-2014) Innovative fabrication routes and materials for METal and anode supported PROton conducting fuel CELLs, CNRS (ICGMAIME & ICMCB), Tecnalia, EIFER, Marion Technol., Topsoe Fuel Cell ELECTROHYPEM (2012-2015) Enhanced performance and cost effective materials for long term operation of PEM water electrolysers coupled to renewable power sources, CNRS (ICGM-AIME), CNRITAE, Solvay Speciality Polymers, ITM Power ARTEMIS (2012-2015) Automotive PEMFC range extender with high temperature Improved MEAs and Stacks CNRS (ICGM-AIME), CR Fiat, CEA, CIDETEC, Nedstack MMEDIATE (2013-2016) Innovative automotive MEA development, CNRS (ICGM-AIME), IRD, Fuel Cells, FuMA-Tech, Volvo, Shanghai Jiao Tong Univ., Timcal, SGL Carbon CATAPULT (2013-2016) Novel catalyst structures employing Pt at Ultra Low and zero loadings for automotive MEAs, CNRS (ICGM-AIME), Johnson Matthey Fuel Cells, Tech. Univ. Munich, Beneq, Univ Ulm, Volkswagen European Alpine Space Program ALPSTORE (2012-2015) Strategies to use a variety of mobile and stationary storages to allow for extended accessibility and the integration of renewable energies, CNRS (FCLAB) ; Univ. Ljubljana, Univ. Liechtenstein, AVL… Eurostar EUREKA ROX SOLID CELL (2012-2015) Production of novel redox resistant anode support SOFC, CNRS (IMN); Fiaxell ; CTI ; Prototech ; EPFL. EUROGIA+ OSMOSYS (2010-2014) Optimisation of a stack for medium temperature operation and system integration for stationary applications, CNRS (ICGM-AIME), Auer, IRMA, EIFER, SERENERGY ERC Starting Grant (2013-2017) Electrospinning : a method to elaborate membrane-electrode assemblies for fuel cells, CNRS (ICGM-AIME) Page 111 - Annexes © afhypac | Période de juin 2012 à novembre 2014 | design : vhox.com/alphy création | impression : alphy création Informations www.afhypac.org Contact [email protected] 28, rue Saint-Dominique 75007 Paris T. +33 (0)1 53 59 02 11 F. +33 (0)1 53 59 02 29