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Smart grids et hydrogène dans le département de la Manche

Le contexte énergétique du département de la Manche

Le mix énergétique dans la Manche

Le département de la Manche se caractérise par un mix électrique fortement décarboné :

  • nucléaire : 4,3 GW de puissance installée avec l’EPR de Flamanville ;
  • énergies marines renouvelables en projets : 3 GW d’hydrolien et 1 GW d’éolien off-shore ;
  • énergies de sources renouvelables terrestres : photovoltaïque, éolien (131 MW de puissance éolienne installée – moins de 2 % de la production nationale).

La part croissante prise par les énergies renouvelables variables dans le mix électrique du département de la Manche implique des interactions de plus en plus complexes entre installations de production, réseaux électriques et gestion de la demande en électricité.

Face à ce constat et en réponse à ces enjeux de la transition énergétique, le Conseil général de la Manche a décidé de se lancer sur la voie de la « 3e révolution industrielle » et d’investir massivement dans les énergies marines renouvelables, dans la recherche sur l’hydrogène comme moyen de stockage et dans les Smart grids.

L’association Énergie Hydro-Data 2020

La première initiative du Conseil général de la Manche, en lien avec le Conseil régional de Basse-Normandie et la Communauté urbaine de Cherbourg, a été de créer, en avril 2012, Ouest Normandie Énergies Marines, une Société publique locale qui vise à structurer une filière industrielle de l’éolien off-shore, à développer une industrie autour de l’hydrolien et à faire du territoire un acteur de premier plan de la diversification énergétique.

Par la suite, le 29 novembre 2013, il a créé l’Association Énergie Hydro-Data 2020. Son action porte sur la mise en œuvre d’un partenariat regroupant des acteurs publics et privés, ayant une forte volonté de participer à la transition énergétique et, notamment, aux avancées dans les domaines du stockage, de l’injection dans les réseaux, de la mobilité et des réseaux énergétiques intelligents (« Smart grids ») :

  • Énergie : référence au mix énergétique et à l’orientation du futur Institut centré autour du stockage de l’énergie ;
  • Hydro : référence au gigantesque potentiel de l’énergie hydrolienne qui pourrait être produite par le Cotentin, mais aussi à l’hydrogène, une des solutions du stockage de l’énergie ;
  • Data : référence à la gestion intelligente des réseaux électriques via les Smart grids ;
  • 2020 : référence à Horizon 2020, le nouveau programme de financement de la recherche et de l’innovation de l’Union européenne pour la période 2014 à 2020. Il permettra à l’Union européenne de financer des projets résolument interdisciplinaires susceptibles de répondre aux grands défis économiques et sociaux. Il a démarré le 1er janvier 2014 et il est doté de 79 milliards d’euros afin de soutenir les travaux des acteurs de la recherche et de l’innovation (organismes, établissements d’enseignement supérieur et de recherche, entreprises, etc.). Horizon 2020 concentre ses financements sur la réalisation de trois priorités : l’excellence scientifique, la primauté industrielle et les défis sociétaux.

Elle sera chargée d’étudier les différents appels à projets qui seront lancés dans les domaines du stockage, de l’hydrogène, de l’injection dans les réseaux, de la mobilité et des Smart grids, notamment se rapportant au programme-cadre pour la recherche et l’innovation « Horizon 2020 », lancé par l’Union européenne.

De multiples industriels ont rejoint l’association : Alstom grid, Areva stockage de l’énergie, DCNS, Siemens, Air liquide et l’Université de Caen, qui seront rejoints par GDF Suez, GRTgaz, McPhy Energy et l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustibles.

La filière hydrogène dans la Manche

Dans le domaine du stockage de l’énergie, le Conseil général de la Manche a choisi de miser sur l’hydrogène. Selon le Conseil général, la valorisation du surplus de production d’électricité grâce à l’hydrogène permettra à terme de :

  • réduire le besoin en capacité de transport d’électricité ;
  • décarboner la consommation d’énergétique et réduire les importations de combustibles fossiles ;
  • accroître l’indépendance énergétique du territoire ;
  • développer de nouvelles filières technologiques et les emplois associés.

Le développement à grande échelle de la filière hydrogène permettant le déploiement massif de solutions de stockage d’énergie telles que :

  • l’utilisation d’un carburant décarboné (mobilité hydrogène s’appuyant sur une infrastructure industrielle de distribution) ;
  • l’injection dans le réseau de gaz naturel (« Power-to-Gas ») ;
  • la cogénération par pile à combustible (production combinée d’électricité et de chaleur) ;
  • la valorisation de l’hydrogène comme vecteur d’optimisation des flux énergétiques (électricité, gaz, chaleur, etc.) ;
  • l’ouverture vers de nouvelles filières industrielles de valorisation du CO2 pour la production de produits chimiques, de combustibles et de carburants.

L’association EHD2020 constituera enfin un réseau académique européen autour de l’utilisation d’hydrogène pour la gestion optimisée d’un réseau local. L’association de préfiguration sera donc composée des entités suivantes : industriels, représentants de l’enseignement supérieur et de la recherche, développeurs, associations et agences, institutionnels.

Le département de la Manche se veut être un démonstrateur territorial de l’économie de l’hydrogène

Dans le cadre de sa « feuille de route énergie », le département de la Manche déploie un démonstrateur territorial de l’économie de l’hydrogène, prenant en compte l’ensemble des utilisations possibles de ce vecteur énergétique. Ce démonstrateur territorial s’articule sur trois niveaux :

  • sur le court terme : déploiement de technologies déjà éprouvées et disponibles sur le marché via la mobilité hydrogène ;
  • sur le moyen terme : démonstrateurs permettant de tester de nouvelles briques technologiques et d’améliorer les rendements des chaînes énergétiques (comme la chaîne électrolyse, la cogénération d’électricité et de chaleur par pile à combustible, l’injection d’hydrogène dans le gaz naturel, etc.) ;
  • sur le long terme : programmes de recherche et développement propres au territoire pour le développement de tout un écosystème de production industrielle d’hydrogène décarboné destiné aux marchés internationaux.

Le 27 février 2014, le Conseil général a voté à l’unanimité un rapport qui lançait un plan d’équipement de stations de distribution d’hydrogène dans le cadre d’un partenariat public/privé, sous forme d’appels d’offres ou d’appels à projets, visant à déployer, à terme :

  • 40 véhicules à hydrogène dans le cadre de la flotte de véhicules des collectivités et autres donneurs d’ordre locaux ;
  • 5 bus à hydrogène ;
  • 3 stations-service à hydrogène ;
  • 1 bateau de pêche à hydrogène.

La première réalisation de ce projet se fera à la Maison du Département à Saint-Lô. Air Liquide implantera la station de distribution d’hydrogène (station hydrogène à 350 bars permettant de remplir les réservoirs des véhicules en moins de 5 minutes et prévue pour alimenter des véhicules électriques à hydrogène. La station utilise la technologie de compression hydraulique, avec une empreinte au sol réduite) d’ici la fin de l’année 2014, pour alimenter plusieurs véhicules à hydrogène qui viendront renforcer la flotte de voitures du Conseil général. Le Conseil général est ainsi la première collectivité à s’équiper d’une station de distribution d’hydrogène.

Le deuxième programme de démonstration concernera les transports publics, avec en 2016 la livraison de 5 bus à hydrogène à la Communauté urbaine de Cherbourg, dans le cadre d’un projet européen cofinancé par le Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking (FCH-JU).

Un troisième programme de démonstration est en cours de définition, qui consistera en la construction et l’opération d’un bateau de pêche à hydrogène. Ce projet devrait commencer au début de l’année 2015.

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