L’hydrogène se développe rapidement, mais pas assez vite pour remplacer le gaz russe

Le 21 avril 2022, GL Events a présenté son prochain salon HyVolution, qui se tiendra à Paris les 11 et 12 mai prochain. Il rassemblera 280 exposants, 25% de plus qu’en 2021, dont 185 PME et PMI.

Onze régions françaises seront présentes à ce salon, pour mettre en avant leurs start-ups actives dans l’hydrogène et leurs stratégies de développement régional de cette filière. Philippe Boucly, président de France Hydrogène, l’association française qui rassemble plus de 400 acteurs de l’hydrogène en France, est intervenu pour brosser la situation du marché de l’hydrogène en France et ses perspectives de développement.

L’hydrogène vert est fortement soutenu par l’Europe

Pour commencer, rappelle Philippe Boucly, plus de 30 pays dans le monde ont déjà une stratégie de développement de l’hydrogène. Mais l’Europe possède une longueur d’avance.

La Commission Européenne, le Parlement et le Conseil de l’Europe ont en effet mis en place début 2020 un plan en deux phases pour la production d’hydrogène vert. C’est-à-dire d’hydrogène produit à partir d’électrolyseurs alimentés par de l’électricité d’origine renouvelable.

Première phase, 6 GW de puissance d’électrolyse doit être installée entre 2020 et 2024 pour produire 1 Mt de H2 vert. Seconde phase : ajouter 40 GW de capacité d’électrolyse d’ici 2030 pour atteindre une capacité de production annuelle de 10 Mt de H2. Le français McPhy est spécialiste de la production d’électrolyseurs. ©McPhy

Depuis ce premier plan, d’autres programmes européens sont venus soutenir le développement de l’hydrogène vert : le GreenDeal et le plan de relance européen, l’agenda "Fit for 55", le programme REPowerEU de mars 2022 qui vise à ajouter 10 Mt de capacité de production de H2 supplémentaire.

Enfin, la Commission avait demandé à ce que lui soient proposés des IPCEI (Important Projects of Common European Interest ou projets importants d’intérêt commun européen) sur l’hydrogène. La commission, qui n’en escomptait pas tant, a reçu 120 projets provenant de 18 Etats membres, dont 15 venant de France. Elle devrait avoir choisi ceux qu’elle soutiendra d’ici fin juin 2022.

La stratégie française de soutien à l’hydrogène

La France, pour sa part, au-delà de sa participation à ces projets européens, avait exposé dès septembre 2020 sa stratégie de soutien au développement de l’hydrogène vert : décarboner l’industrie, susciter une filière française de l’électrolyse, faciliter le développement par le biais d’appels à projets de l’Agence Nationale pour la Recherche (ANR), …

Au total, le gouvernement s’est engagé sur deux financements de 7,2 et 1,9 MD€ d’ici 2030, dont 3,4 Md€ d’ici 2023 pour ajouter une capacité d’électrolyse de 6500 MW et produire 680 000 tonnes de H2.

Toutefois, lorsque l’on prend en compte tous ces programmes, le développement des capacités de production d’électricité d’origine renouvelable est clairement insuffisant pour atteindre les objectifs. Il faut multiplier par 1000 ou 2000 le nombre de réalisations d’installations H2 de toutes sortes, depuis les électrolyseurs pour la production jusqu’aux stations-service pour faire le plein de H2, en passant par le nombre de véhicules utilitaires fonctionnant à l’hydrogène pour atteindre les objectifs de décarbonation 2050.

Déjà de nombreux acteurs français

Pourtant le secteur français de l’hydrogène est prospère. Le français Lhyfe, spécialisé dans la production d’hydrogène vert dont nous avons parlé à plusieurs reprises, a annoncé que l’AMF (Autorité des Marchés Financiers) avait approuvé sont projet d’entrée en bourse sur le marché Euronext à Paris.

Lhyfe, qui possède déjà une usine en Vendée depuis septembre 2021 et bénéficie d’un carnet de commande de 93 projets représentant une capacité d’électrolyse de 4,8 GW, devrait mettre en route à l’automne 2022 son premier pilote de production d’hydrogène en mer.

D’autres acteurs français de l’hydrogène sont déjà entrés en bourse, dont McPhy, H-R-S (Hydrogen Refueling Solutions) le spécialiste français des stations de ravitaillement en H2, HDF Energy qui développe des centrales électriques fonctionnant exclusivement à base d’ENR, Haffner Energy qui produit de l’hydrogène vert à partir de biomasse grâce à son procédé Hynoca.

Avec Hynoca, Haffner Energy transforme 30 kg de déchets de biomasse à 30% d’humidité en 1 kg de H2, 5,7 kg de biochar (charbon d’origine végétale) et 17 kg de CO2 séquestré. ©Haffner Energy

Plusieurs gigafactories pour la production d’électrolyseurs et de piles à combustible sont en cours en France, avec McPhy, John Cockerill, HDF Energy, Symbio une joint-venture entre Faurecia et Michelin qui développe des solutions hydrogène (réservoir + pile à combustible + traction électrique + stations de recharge) pour véhicules à hydrogène, Faurecia l’équipementier automobile qui développe des systèmes de stockage d’hydrogène, …

Le français Hyvia produit des véhicules utilitaires fonctionnant à l’hydrogène. ©PP

Genvia, autre acteur français de l'hydrogène, a été créé le 1er mars 2021 par le CEA, via sa filiale CEA Investissement, Schlumberger, VINCI Construction, Vicat et l’Agence Régionale Energie Climat Occitanie, société d’investissement de la Région Occitanie. Son but :  accélérer le développement de la technologie réversible d’électrolyseur haute température à oxyde solide du CEA, la plus efficace et la plus rentable pour la production d’hydrogène décarboné, et permettre son déploiement industriel.

Que peut-on faire avec l’hydrogène dans le bâtiment ?

Tout cela est intéressant, mais à quoi peut servir l'hydrogène dans le bâtiment ? Tout d’abord, l’hydrogène est le passage obligé pour concevoir des bâtiments autarciques en énergie et assurer le stockage saisonnier de l'énergie. Cette idée de l’auto-suffisance énergétique des bâtiments, mise en œuvre pour les maisons individuelles, le petit tertiaire et même le collectif par le Berlinois HPS depuis plusieurs années avec son système Picea suscitait de polis ricanements jusqu’aux récents bouleversements des marchés de l’énergie.

Depuis l’invasion de l’Ukraine par la Russie, la solution picea de HPS qui propose une parfaite résilience – Panneaux PV + électrolyse de l’eau + stockage d’hydrogène + pile à combustible pour la production de chaleur et d’électricité – suscite bien plus d’intérêt. Elle assure une parfaite indépendance énergétique des bâtiments. Malheureusement, HPS songe pour l’instant à une expansion vers la Suisse et l’Autriche, mais pas encore en France. ©HPS

HPS a récemment développé son offre picea pour la rendre cascadable sous le nom picea+ : jusqu’à 10 unités picea peuvent fonctionner en parallèle. Ce qui permet d’alimenter du grand tertiaire, des zones pavillonnaires, etc. ©HPS

Le français Powidian s’était lancé dans le développement d’une solution comparable à celle d'HPS pour des immeubles de bureaux, mais semble avoir mis ce développement en pause pour se réorienter vers le second usage possible de l’hydrogène dans le bâtiment : l’alimentation de groupes électrogènes, soit en secours électrique pour les hôpitaux, cliniques, bâtiments tertiaires, etc., soit pour alimenter des manifestations ponctuelles, voire des chantiers. ©PP

La soudure à l’hydrogène

Le troisième emploi déjà disponible dans le bâtiment est l’alimentation de stations de soudure portatives, telle que les développe le français Bulane avec sa technologie dyomix et ses postes Dyoflam, distinguée par la Solar Impulse Foundation.

Grâce à sa technologie, la solution Dyomix propose des générateurs d'oxy-hydrogène mobiles. Elle permet aux professionnels d'utiliser une flamme sans carbone, à haute température et sans bouteille de gaz dans les applications nécessitant un chalumeau. De taille et de poids équivalents à ceux d'un équipement oxy-gaz conventionnel, Dyomix peut être facilement transporté et déplacé d'un site à l'autre. ©PP

Quatrième solution, l’hydrogène peut directement alimenter des piles à combustible qui produisent chaleur et électricité. Pour l’instant, les systèmes existants, notamment chez Viessmann, sont alimentés au gaz (CH4) et dotés d’un reformer qui extrait l’hydrogène du gaz naturel pour l’injecter dans la pile à combustible.

La combustion de l’hydrogène dans des chaudières

Le cinquième emploi de l’hydrogène dans le bâtiment, défendu en France par De Dietrich, membre du groupe BDR Thermea est la combustion directe de l’hydrogène dans une chaudière, alimentée soit en hydrogène pur, soit par un mélange gaz naturel/hydrogène dans des proportions variables.

De Dietrich avait proposé une solution co-développée avec Bulane lors du dernier salon BePositive à Lyon en 2021 : des chaudières murales en immeubles collectifs alimentées par un mélange gaz naturel/hydrogène comportant 20% d’hydrogène produit au pied de chaque chaudière par un poste Dyomix de Bulane. ©PP

Tous les appareils à gaz vendus en Europe et marqués CE sont d’ailleurs testés avec ce mélange comportant 20% d’hydrogène. Ce qui semble indiquer que l’on pourrait mélanger jusqu’à 20% d’hydrogène dans les réseaux existants. Cette idée est d’ailleurs testée localement en France, en Allemagne, en Grande-Bretagne, …

Malheureusement, on ne produit pas suffisamment d’hydrogène vert pour que cela face une différence à court terme et permette de réduire l’influence du gaz russe.