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Hydrogène : une filière de l’électrolyse en construction

Posté le par Joël Spaes dans Énergie

La clé du développement de l’hydrogène, c’est l’électrolyse. Ce procédé reste celui qui peut le plus facilement produire de l’hydrogène bas carbone à partir d’énergies renouvelables, ou de nucléaire.

Les acteurs de la filière, réunis au sein de France Hydrogène (ex-Aphypac), sont désormais près de 200 à partager cet objectif, contre 120 en 2019. Et le lobby français de l’hydrogène a atteint son objectif à l’aune du plan de relance, puisque le plan hydrogène du gouvernement présenté le 8 septembre dernier est doté de quelque 7 milliards.

Comme l’a rappelé Philippe Boucly, président de France hydrogène lors d’une rencontre virtuelle avec les journalistes de l’énergie et de l’environnement (AJDE et AJE), dans « notre manifeste », le montant global d’investissement « doit atteindre 24 milliards d’euros sur 2020-2030, avec des technologies matures, mais pas encore compétitives ». Les 7 GW d’électrolyseurs sont désormais dans le pipe, pour produire quelque 570 000 tonnes d’hydrogène par an pour faire baisser les coûts, a insisté Alice Vieillefosse, la directrice de cabinet de Laurent Michel, le directeur général de l’énergie et du climat (DGEC) au ministère, lors de la conférence en ligne. Mais il faudra aussi doter les installations industrielles, qui produisent actuellement l’hydrogène à partir de vaporéformeurs de capture et de stockage ou d’utilisation du carbone (CCUS), pour quelque 130 000 t. « Cet objectif, insiste Philippe Boucly, représente un doublement de la capacité de production d’ici à 2030, pour passer de quelque 880 000 t d’hydrogène produites par an à entre 1,3 et 1,4 milliard de tonnes ».

Pour France Hydrogène, cela suppose un soutien à l’investissement de l’Etat à hauteur de 6,7 milliards d’euros et un soutien de 3,6 Mds € à la production d’hydrogène renouvelable et bas carbone.

L’aide de l’Europe

Le premier axe de la stratégie française énoncée par le gouvernement en septembre consiste à accélérer l’investissement pour une industrie de l’hydrogène décarbonée et compétitive. L’objectif de 6,5 GW d’électrolyseurs installés s’y inscrit. La stratégie française s’appuie sur le développement d’importants projets d’intérêt européen commun (IPCEI), le Programme d’investissements d’avenir (PIA) y mettant 1,5 Md €. La priorité est donc de réaliser des gigafactories, comme avec les batteries, afin de disposer de 40 GW d’électrolyseurs en Europe à l’horizon 2030, dont 6,5 GW en France donc. La feuille de route 2030 de l’Union européenne vise 6 GW sur 2020-2024, soit 1 Mt par an en électrolyse, puis à atteindre les 40 GW d’ici à 2030, pour produire 10 Mt, avec un investissement compris entre 24 et 42 Mds €. C’est bien là le composé clé pour le développement de l’hydrogène.

Pour ces IPCEI, d’ores et déjà plusieurs pays européens ont manifesté de l’intérêt, insiste le président de France Hydrogène, mais la France souhaite une alliance avec l’Allemagne. Ce qui a été confirmé lors d’une récente rencontre entre le Président français Emmanuel Macron et la Chancelière allemande, Angela Merkel, précise Philippe Boucly. Ces projets européens transnationaux dans des domaines stratégiques de la recherche accordent aussi un soutien dans les premières années de production et ils s’adressent aux nouvelles générations d’électrolyseurs.

La question demeure cependant pour le président de France Hydrogène de « promouvoir une vision française dans le cadre de la démarche IPCEI ». Une vision française qui passe notamment par le recours au nucléaire également, pour alimenter les électrolyseurs.

Sur toute la chaîne de valeur

La France dispose d’atouts majeurs, notamment une présence sur l’ensemble de la chaine de valeur de la filière hydrogène a insisté Philippe Boucly. Qu’il s’agisse de la production d’électricité pour alimenter les électrolyseurs (avec des acteurs majeurs, comme EDF, Engie, Total et CNR), ou de la production d’hydrogène, avec des acteurs tels Air Liquide, McPhy, Engie, voire CNR ou Hynamics, la filiale d’EDF dédiée, sans oublier les plus « petits », comme Lhyfe. Avec des fabricants, comme Areva H2Gen, ou McPhy. Et des distributeurs et des usagers.

Grâce au CEA-Liten, a insisté Florence Lambert, la directrice de l’organisme, qui regroupe plus d’un millier de personnes, mais aussi avec des start-up, spin-off comme Symbio, ou avec des collaborations avec les autres grands centres de recherche, comme le CNRS, les recherches se poursuivent, notamment en termes d’électrolyse haute température. Comme le souligne la responsable du CEA-Liten, l’objectif est, alors que l’industrie va démarrer avec les moyens existants, d’être capable de porter à maturation de telles technologies permettant de réaliser des gains de rendement de 20 % à 30 % à coût identique de l’électricité. Cela permettrait de faire chuter le coût de la molécule produite par les électrolyseurs à 2 euros par kg. Par ailleurs, sur les premières technologies, il n’y a plus de verrous à lever, mais il faut des premiers marchés avec des modèles économiques ad hoc et installer les premières usines, insiste-t-elle. Enfin, « il faut maintenir le cap sur la durée ». Côté électrolyse, de nouveaux matériaux (comme les céramiques), en alliant l’intelligence artificielle, doivent permettre d’aller vers de bons matériaux et les porter à maturité. Le CEA est, dans ces recherches, associé au CNRS ainsi qu’à d’autres organismes européens. Et de conclure que le « coût de l’hydrogène part dans le bon sens (à la baisse, ndlr), mais il faut que la recherche conserve cette synchronisation avec l’industrie ».

L’enjeu est en effet industriel, il s’agit clairement pour Philippe Boucly de ne pas reproduire ce qui s’est passé dans les énergies renouvelables, notamment le solaire.

Pour aller plus loin

Posté le par Joël Spaes


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