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Point de vue d’Aliette Quint (Air Liquide) :

ALab est une entité du groupe Air Liquide en charge du développement des nouveaux marchés (l’hydrogène énergie, le biométhane et les solutions de froid cryogéniques pour le transport frigorifique).

L’hydrogène est souvent considéré comme une mode et le sujet revient de façon cyclique. Cependant, de nombreux faisceaux actuels indiquent que la France doit se lancer dès aujourd’hui sur le sujet et investir dans les technologies. L’hydrogène apporte une réponse à un certain nombre de contraintes qui pèsent sur les économies énergétiques européennes.

Ces contraintes comprennent l’importation d’énergie fossile qui pèse sur les déficits commerciaux, les objectifs que la France s’est fixés dans le cadre des directives de l’Union européenne sur la réduction de ses émissions de CO2 de 80 % d’ici 2050, ce qui signifie une réduction drastique de 95 % des émissions de CO2 du secteur des transports et de 100 % des émissions du secteur énergétique, et l’augmentation du taux de pénétration des énergies renouvelables dans le mix énergétique dont une forte proportion sera variable (éolien et solaire) et qu’il faudra donc stocker. L’hydrogène permettra de stocker ces EnR.


Source : Air Liquide

L’hydrogène industriel est utilisé de façon très importante depuis plus de 50 ans dans le traitement thermique, mais aussi dans la chimie, la majorité de l’hydrogène industriel étant utilisé pour désulfurer l’essence dans le cadre des opérations de raffinage. Une des premières applications de l’hydrogène énergie a été la fusée Ariane, propulsée par le biais d’hydrogène et d’oxygène liquide. Aujourd’hui, l’hydrogène est utilisé dans d’autres applications, telles que la mobilité.


Source : Air Liquide

On assiste donc à une transition de l’hydrogène industriel vers l’hydrogène énergie. Pour l’hydrogène énergie, la molécule d’hydrogène n’est pas utilisée seule. Elle est couplée à une pile à combustible, appellée aussi « pile à hydrogène ». Les molécules d’hydrogène couplées à des molécules d’oxygène produisent ainsi de l’électricité et un peu d’eau. Cela permet de créer de nouvelles opportunités.


Source : Air Liquide

Air Liquide voit l’hydrogène au cœur du système énergétique. L’hydrogène est une énergie « agile » parce qu’elle peut être produite de nombreuses façons. Actuellement, l’hydrogène est produit de façon industrielle et économique par reformage du gaz naturel : en cassant la molécule d’oxygène pour obtenir de l’hydrogène et du CO2. Cette technique dégage néanmoins du dioxyde de carbone qu’il faut traiter. L’utilisation du biométhane permet de réduire l’empreinte carbone de ce mode de production.

Une des manières les plus vertueuses de produire de l’hydrogène est d’avoir recours à l’électrolyse de l’eau, en cassant la molécule d’eau pour obtenir de l’hydrogène et de l’oxygène. En alimentant l’électrolyseur avec de l’électricité renouvelable d’origine éolienne ou photovoltaïque ou avec des énergies décarbonées comme le nucléaire, il est possible de produire un hydrogène complètement décarboné.

L’hydrogène est un vecteur énergétique intéressant parce qu’il peut être stocké à la différence des énergies renouvelables actuelles. Il est stockable à plus ou moins long terme dans des cavités de plus ou moins grande taille (bouteille, semi-remorque, réseau de pipelines) et peut être retransformé en électricité grâce à une pile à combustible (procédé inverse de l’électrolyse) et réinjecté dans le réseau.

Cependant, la meilleure façon d’utiliser la molécule d’hydrogène est de s’en servir pure dans des applications variées comme la mobilité, les chariots élévateurs à hydrogène, mais aussi la cogénération dans les bâtiments ou pour alimenter des sites isolés. À ce jour, Air Liquide a installé plus de 320 piles à combustible dans le monde, qui alimente une centaine de relais équipés d’antennes de télécom (Orange et Bouygues) en attente de raccordement électrique. Au Japon, l’objectif est de plus de 100 000 piles à combustible déployées pour alimenter en cogénération des bâtiments. 7 000 chariots élévateurs sont déployés aux États-Unis sur des plates-formes logistiques, telles que celles de Walmart ou Coca-Cola, pour remplacer des chariots électriques à batterie. En France, Ikea en possède 5 et projette d’en acquérir une vingtaine supplémentaire.


Source : Air Liquide

L’hydrogène est un vecteur énergétique intéressant pour la mobilité décarbonée. Selon les différentes études et les modèles économiques élaborés par les constructeurs automobiles, en terme de prix total de possession d’un véhicule, le véhicule à hydrogène devrait être compétitif d’ici 2025. Cela ne constitue pas un horizon de temps très lointain.

Le véhicule électrique à hydrogène a un rendement du puits à la roue bien meilleur que celui des véhicules thermiques et il possède les mêmes avantages que le véhicule électrique à batterie (aucune émission de polluant au point de consommation, aucune pollution sonore). La différence majeure entre ces deux types de véhicule est l’autonomie beaucoup plus importante du véhicule à hydrogène : 600 à 800 kilomètres pour un temps de recharge de 3 à 5 minutes.


Source : Air Liquide

Le graphique ci-dessous présente les résultats d’une étude réalisée en 2012 par le cabinet McKinsey avec l’appui de grands constructeurs (Renault, Toyota, Honda, Yundai), de raffineurs (Total, Shell), de gaziers industriels et d’acteurs du monde de l’énergie. L’objectif de l’étude était de comparer les différentes motorisations à horizons 2030 et 2050 et de voir quelle serait la plus compétitive en fonction des solutions technologiques disponibles.

Les technologies ont un peu évolué depuis que l’étude a été réalisée mais la conclusion reste la même. Le véhicule électrique à batterie aura un segment de marché couvrant les petits véhicules circulant sur de petites distances. Le véhicule à hydrogène couvre de plus gros véhicules circulant sur de plus longues distances avec un potentiel de décarbonation qui est le même que celui du véhicule électrique à batterie. En revanche, les véhicules à essence ne réussiront pas à réduire leurs émissions de CO2 en dessous de 85 grammes par kilomètre.

Cela montre que ces différentes motorisations sont complémentaires. À l’horizon 2050, aucun véhicule ne prendra la tête du marché mais le parc de véhicules sera diversifié et le véhicule à hydrogène aura toute sa place. C’est le pari des grands constructeurs automobiles.


Source : Air Liquide

Le potentiel de décarbonation est un sujet important. Aujourd’hui, la production d’hydrogène émet du CO2 mais le bilan du puits à la roue du véhicule à hydrogène reste meilleur que celui du véhicule à essence (20 à 30 % d’émissions en moins). Le vrai enjeu est donc de décarboner la production d’hydrogène. C’est pouquoi Air Liquide s’est lancé dans la démarche Blue Hydrogène.


Source : Air Liquide

Les marchés de la mobilité à hydrogène couvrent les véhicules particuliers (Hyundai, Toyota, Daimler, Honda, BMW, Volkswagen), les véhicules utilitaires (Renault avec sa Kangoo ZE équipée d’un prolongateur d’autonomie à hydrogène, Renault Trucks avec son MaxiT) et les bus.


Source : Air Liquide

Aujourd’hui, la question n’est plus de savoir « si » le marché du véhicule à hydrogène va démarrer mais de savoir « quand ».


Source : Air Liquide

Cependant, plusieurs défis existent aujourd’hui :

  • le marché : la technologie de l’hydrogène doit être compétitive en termes de prix car les consommateurs ne sont pas prêts à payer leur carburant ou leur véhicule plus cher que ce qu’ils le paient aujourd’hui. Les constructeurs ont d’ores et déjà divisé par dix le prix de la pile à combustible, mais il faudra encore baisser les prix ;
  • la qualité, la fiabilité et la sécurité des véhicules : l’hydrogène est une molécule pour laquelle il faut respecter différentes règles de sécurité ;
  • la proximité et la rapidité : le consommateur ne voudra pas faire 300 kilomètres pour faire un plein. Il faut donc développer un réseau d’infrastructures qui permette de distribuer facilement l’hydrogène. Mais faut-il d’abord déployer les véhicules ou les infrastructures de recharge ? C’est la question de la poule et de l’œuf. Ce sujet est d’autant plus complexe qu’il existe des défis financiers sous-jacents à relever. Les constructeurs ont massivement investi dans les véhicules pour les mettre sur le marché mais aujourd’hui les infrastructures de recharge ne sont pas au rendez-vous pour les alimenter en carburant. Les acteurs comme Air Liquide sont technologiquement prêts à déployer les stations, mais au départ les véhicules ne seront pas assez nombreux pour rentabiliser l’investissement. Il faudra dépasser cette « vallée de la mort » avant que la rentabilité ne soit au rendez-vous, dans 10 à 15 ans.


Source : Air Liquide

Pour dépasser ces barrières intrinsèques aux carburants de substitution, la France a réfléchi, dans le cadre du consortium H2Mobilité France, à une stratégie de déploiement d’infrastructures permettant de s’appuyer sur le déploiement d’infrastructures de recharge pour flottes captives. Dans ce cadre, la demande client amorce le déploiement de l’infrastructure, ce qui facilite son financement.


Source : Air Liquide

Aliette Quint
22 septembre 2015






Aliette Quint est Directrice stratégie, réglementations et affaires externes chez Air Liquide Advanced Business & Technologies




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