Hydrogène et piles à combustible

Hydrogène
et piles à combustible
Les infos clés
CONTEXTE
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Filière encore en émergence mais la France dispose d’atouts à faire valoir.
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D’ici 10 à 15 ans, le marché français pourrait représenter entre 5 et 40 milliards d’euros.
POINTS DE VIGILANCE
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Coût encore élevé des piles à combustible, verrous techniques et technologiques à lever, cadre
réglementaire qui reste à définir, une molécule
bien connue mais dont l’utilisation peut soulever
des craintes chez les parties prenantes, une empreinte carbone non nulle de l’hydrogène produit aujourd’hui, un besoin d’infrastructures pour
la mobilité, un contexte économique difficile qui
ralentit le décollage du marché.
IMPACTS EMPLOIS/METIERS
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1 200 emplois en France.
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Potentiel d’emplois à 10 ans = 10 000.
ATOUTS EN REGION
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En région, la densité du tissu industriel, la présence
de l’hydrogénoduc et la politique de développement du véhicule électrique permettent des synergies fortes. La Région s’est d’ailleurs doté d’une
feuille de route hydrogène qui met en avant les
leviers permettant de susciter l’émergence d’une
filière régionale.
Présentation de la filière
La filière couvre les activités liées :
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A la production d’hydrogène
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Au transport et au stockage de l’hydrogène
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A son utilisation dans des piles à combustible afin de produire de l’énergie (MEDDE, et al., Mars 2013)
L’hydrogène présente de nombreux avantages en tant que vecteur énergétique. Néanmoins, la molécule n’existe pas à
l’état naturel. Sa production nécessite donc un apport énergétique. Aujourd’hui, cette molécule est majoritairement produite par reformage d’hydrocarbures fossiles, processus fortement émetteur de CO2. Des solutions plus sobres en énergie
existent pour pallier à ces contraintes. On parle alors d’hydrogène vert. (Energie 2020)
C2RP ■ Synthèse des travaux nationaux et régionaux sur l’emploi, les métiers et les formations dans l’économie verte
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Contextes réglementaire et économique
Au national cette filière demeure en émergence mais la France dispose d’atouts à faire valoir : des capacités de recherche de premiers plans (CEA, CNRS), des acteurs industriels reconnus sur l’hydrogène, l’énergie ou la mobilité et des
PME dynamiques et innovantes. Le marché national concerne aujourd’hui principalement des marchés de niche (sites
isolés et chariots élévateurs) et pourrait se développer dans les prochaines années, malgré un contexte économique
difficile.
D’ici 10 à 15 ans, le marché français pourrait représenter entre 5 et 40 milliards d’euros La région Nord - Pas-de-Calais
possède de nombreux atouts permettant de favoriser l’émergence d’une filière hydrogène. En effet, la densité du tissu
industriel, la présence de l’hydrogénoduc et la politique de développement du véhicule électrique permettent des
synergies fortes.
Pour concrétiser cet enjeu, la Région Nord - Pas-de-Calais a défini sa feuille de route hydrogène régionale. Rédigée
par un collège d’acteurs industriels, institutionnels et de chercheurs, elle met en avant les leviers permettant de susciter
l’émergence d’une filière régionale. (Energie 2020)
Stratégie hydrogène Nord – Pas-de-Calais
Axes de développement
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Les chaînes logistiques durables : l’utilisation de l’hydrogène produit localement (via la ressource éolien) pourrait
alimenter des véhicules et engins logistiques.
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La valorisation des énergies renouvelables dans les réseaux énergétiques.
Actions
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Soutenir des projets de R&D collaboratifs spécifique aux axes stratégiques évoqués ci-dessus.
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Mobiliser les PME via un travail d’animation mené par le Pôle d’Excellence Energie 2020.
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Prolonger la réflexion sur les leviers d’actions propres au Conseil Régional en tant que donneur d’ordre public pour
le développement des savoir-faire territoriaux.
A noter le partenariat de la Région avec l’ADEME sur l’appel à projets TITEC qui 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.
Il s’agit de confirmer les potentialités de ces technologies au regard des divers usages énergétiques qui peuvent être
concernés : mobilité, réseaux, bâtiment…
Le Pôle d’Excellence Régional Energie 2020 et la direction de l’Environnement de la Région co-animent les actions de
soutien à cette filière au sein d’un groupe de travail. Fort d’une vingtaine de membres, celui-ci a pour vocation :
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La promotion des initiatives régionales auprès des instances nationales.
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Le soutien aux projets de démonstrations.
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L’identification et l’accompagnement de nouveaux projets et acteurs régionaux.
Points de vigilance
■■ Les coûts encore élevés des piles à combustible
Les piles à combustible, compte tenu de leur stade de développement impliquent des coûts importants. Une forte baisse
des coûts a cependant été constatée : le coût de production du véhicule à hydrogène de Toyota est passé de 1 000 000
de dollars à 129 000 dollars en 2011 et est prévue à 50 000 dollars pour une commercialisation en 2015. Cette diminution
devrait se poursuivre dans les années à venir. Ainsi McKinsey, dans son étude estime que les coûts des systèmes pourraient
baisser de 90 % d’ici à 2020.
■■ Des verrous techniques et technologiques à lever
Les principaux verrous concernent l’optimisation des technologies actuelles (intégration des composants en systèmes,
allongement de la durée de vie, amélioration de la robustesse/fiabilité…) et l’atteinte de coûts économiquement viables.
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Sur les aspects de stockage, au-delà des enjeux de développement de technologies optimisées à moindre coût, la question de la sécurité se pose, en particulier, en cas d’accident pour des applications automobiles.
■■ Un cadre réglementaire qui reste à définir
La filière ne dispose pas aujourd’hui de cadre réglementaire et normatif spécifique. Les premiers démonstrateurs et premières applications commerciales en France contribuent donc à mettre en exergue les besoins et à le définir. Des travaux
sont d’ailleurs menés sur ce sujet par le Ministère du Développement Durable et l’AFHyPAC.
■■ Une molécule bien connue mais dont l’utilisation peut soulever des craintes chez les parties prenantes
L’hydrogène possède des propriétés qui rendent son utilisation complexe. Ces caractéristiques de l’hydrogène ainsi que
les risques associés sont cependant bien connus, notamment par les industriels producteurs ou utilisateurs. Ils peuvent
néanmoins représenter un défi pour les petites structures qui doivent définir les protocoles de sécurité, d’exploitation et
de gestion appropriés sans remettre en cause la viabilité économique de la filière. Par ailleurs, à l’image de la plupart des
technologies de l’énergie, la mise en œuvre des projets peut soulever des craintes parmi les usagers et parties prenantes
(NIMBY, BANANA)3. L’acceptabilité des projets par les parties prenantes reste donc un point d’attention.
■■ Une empreinte carbone non nulle de l’hydrogène produit aujourd’hui
A l’heure actuelle, l’hydrogène est produit en grande majorité à partir d’énergies fossiles (96% de la production). De fait,
son utilisation en remplacement d’énergie fossile, par exemple d’essence ou de gazole, présente un intérêt environnemental moindre que s’il était produit uniquement de façon décarbonée. Le plein potentiel de l’hydrogène sur l’impact
environnemental ne sera ainsi totalement atteint qu’à la condition que l’hydrogène soit produit de manière faiblement
émettrice (énergies renouvelables, productions fatales etc.).
Le rendement des piles à combustible rend toutefois de nombreuses applications intéressantes dès aujourd’hui dans la
réduction de consommation d’énergies fossiles et des émissions de gaz à effet de serre. Le bilan « du puits à la roue » pour
les véhicules électriques à hydrogène peuvent présenter une diminution de l’ordre de 20 à 30 % des émissions de gaz à
effet de serre par rapport aux véhicules à combustion les plus performants utilisant des hydrocarbures.
■■ Un besoin d’infrastructures pour la mobilité
Concernant les applications pour la mobilité individuelle, la nécessité de construire une infrastructure de distribution
d’hydrogène, typiquement une pompe spécifique intégrée dans les stations-services constitue un frein de type « l’œuf
et la poule ». Ce frein a été résolu dans certains pays par un engagement conjoint des constructeurs automobiles et des
industriels intéressés par la distribution d’hydrogène. Un contexte économique difficile qui ralentit le décollage du marché
La filière hydrogène et pile à combustible se développe ces dernières années mais reste encore un marché de niche.
(MEDDE, et al., Mars 2013)
Impacts Emplois / formations (national)
1 200 emplois en France.
Potentiel d’emplois à 10 ans = 10 000.
Parmi les mesures transversales d’accompagnement de la filière exposées par l’ADEME dans sa feuille de route stratégique sur la filière est identifié que le déploiement des applications liées à l’hydrogène et aux piles nécessitera de former
des agents (techniciens, ingénieurs) dans de nombreux domaines. Il conviendra d’évaluer ces besoins et d’identifier les
approches de formation les plus pertinentes à mettre en place. (ADEME, 2011)
NIMBY : Not In My Back Yard ce qui signifie « pas dans mon arrière-cour »
BANANA : Build Absdutely Nothing Anywhere Near Anything, ce qui signifie « ne construisez rien nulle part près de quoi que ce soit »
3
Sources :
ADEME. 2013. Hydrogène et piles à combustibles pour le développement des territoires. Assises de l’Energie - Grenoble : s.n., 2013.
ADEME. 2011. L’hydrogène énergie et les piles à combustible, feuille de route stratégique. 2011.
Energie 2020. Energie 2020, Pôle d’excellence régional. [En ligne] http://www.energie2020.fr.
MEDDE et CGDD. Mars 2013. Les filières industrielles stratégiques de l’économie verte. Mars 2013.
C2RP - Immeuble « Le Vendôme » - 50 rue Gustave Delory - 59000 Lille
www.c2rp.fr
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