Le déploiement à l’horizon 2030/2040 de l’hydrogène est particulièrement détaillé et précis dans la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Il nous a semblé intéressant de pouvoir le publier presque in extenso, car il met en perspective la situation actuelle et les objectifs à atteindre.
Électrolyse
« Il faut être prêt à déployer des solutions françaises en métropole à horizon 2030–2040 et faire en sorte qu’elles participent au développement d’une filière compétitive. Ceci suppose d’améliorer les technologies de stockage massif et d’électrolyse. D’ici 2035, il est prévu de préparer le développement et l’intégration des différentes briques technologiques de la technologie de conversion d’électricité d’origine renouvelable en gaz par la réalisation de démonstrateurs de taille suffisante. […] Certaines zones isolées ont déjà besoin de services de flexibilité et de capacités de stockage des énergies renouvelables pour décarboner leur production énergétique sans déstabiliser leurs systèmes électriques. Les zones non interconnectées pourraient à ce titre constituer un terrain pour des expérimentations, voire des déploiements pilotes […].
Les coûts en forte baisse des systèmes d’électrolyse permettent d’envisager dès aujourd’hui différents marchés abordés ci-dessous. Le coût de production d’hydrogène par électrolyseur dépend de la technologie utilisée, de la durée d’utilisation et surtout du prix de l’électricité. Ainsi, les électrolyseurs alcalins sont capables de produire un hydrogène de 4 à 5 €/kg (soit 100 à 130 €/MWhPCS) pour une durée d’utilisation de l’ordre de 4 000 à 5 000 heures/an et un coût de l’électricité autour de 50 €/MWh. À l’horizon 2030, sur la base d’une industrialisation forte de ces technologies, l’hydrogène produit par électrolyse pourrait coûter de l’ordre de 2,5 et 3,5 €/kg (65 à 90 €/MWhPCS). »
L’hydrogène industriel
« Le marché mondial de l’hydrogène est aujourd’hui essentiellement un marché industriel : l’hydrogène est un produit utilisé dans l’industrie pétrolière et dans l’industrie chimique. À l’échelle mondiale, le marché de l’hydrogène industriel est estimé aujourd’hui à 60 Mt. En France, il représente environ 1 Mt.
En 2018, le coût de revient de l’hydrogène produit en grande quantité à partir de produits fossiles (vaporeformage du gaz) s’élève entre 1,5 et 2,5 €/kg (soit de l’ordre de 38 à 65 €/MWh) pour des clients industriels consommant de gros volumes (raffineries). Pour certains usages moins intensifs suffisamment stables (verrerie, agroalimentaire, métallurgie, électronique) et pour lesquels l’hydrogène est transporté et acheminé par camion – dits “usages industriels diffus” – son coût de revient se situe entre 10 et 20 €/kg (250 à 510 €/MWh), mais rarement en dessous de 8 €/kg (environ 200 €/MWh). Il y a donc un potentiel de marché accessible dès aujourd’hui, pour de l’hydrogène produit directement sur site par électrolyse.
Un équilibre devra être trouvé entre des usages diffus, pour lesquels le prix actuel est plus élevé, mais qui impliquent une industrialisation plus complexe […] et des usages plus massifs dont le prix des technologies actuelles est plus important, mais qui peuvent permettre de rapidement installer des séries d’électrolyseurs et d’augmenter la puissance. »
L’hydrogène mobilité
« L’hydrogène dans la mobilité est complémentaire aux batteries et au bioGNV. Il présente des avantages clés pour les usages intensifs qui nécessitent une forte autonomie et un faible temps de recharge, particulièrement en milieu urbain où des mesures sont prises pour réduire la pollution et les nuisances sonores. De nombreux projets voient déjà le jour dans les territoires autour de flottes de véhicules professionnels légers […].
En raison d’un effet volume encore limité, le coût total de possession d’un véhicule hydrogène reste supérieur à celui des équivalents thermiques (entre 20 % et 50 %). Mais moyennant un soutien au démarrage, il serait possible de couvrir le surcoût des véhicules à pile à combustible et d’avitailler des véhicules à un équivalent au coût de l’énergie pour un diesel. À l’horizon 2030, grâce notamment aux progrès espérés en termes de coût de l’électrolyse, l’hydrogène décarboné distribué en station devrait être à un niveau de prix compatible (< 7 €/kg, soit < 7 € pour 100 km) avec les besoins de la mobilité hydrogène.
Ces avantages se retrouvent surtout dans certains transports lourds (routier, ferroviaire et fluvial), pour lesquels le poids, l’encombrement et l’énergie embarquée des batteries restent pénalisants à ce jour. Ces transports lourds sont un levier majeur pour assurer des volumes d’hydrogène importants rapidement et engendrer un écosystème autonome par des économies d’échelle en permettant de déployer plus rapidement des stations de taille importante. C’est un point clé du modèle économique des stations de recharge.
Pour développer la mobilité à partir d’hydrogène, l’objectif est :
• d’inciter au développement d’une gamme de véhicules lourds non seulement routiers, mais aussi pour d’autres modes (bateaux, trains, aéronautique) ;
• de poursuivre la logique de flottes territoriales. À ce titre, le rôle des collectivités pour agréger les usages au sein de projets territoriaux est primordial. D’autres usages pourront d’ailleurs être envisagés dans ces projets territoriaux (par exemple, mise en parallèle industrie/mobilité). […] »
L’hydrogène pour le stockage
« En tant que vecteur énergétique, l’hydrogène produit par électrolyse est à long terme une solution structurante pour l’intégration des énergies renouvelables au système électrique : par rapport à d’autres solutions de stockage telles que les batteries, il est actuellement le moyen de stockage massif intersaisonnier des énergies renouvelables électriques intermittentes le plus prometteur. Il peut être utilisé également comme vecteur de stockage soit par injection directe dans le réseau de gaz, soit par méthanation (production de méthane de synthèse).
Les électrolyseurs sont également capables de rendre d’autres services au réseau électrique, au même titre que d’autres technologies de stockage ou d’autres moyens de flexibilité (pilotage de la demande, développement des interconnexions). »
