Une étude de France hydrogène évalue la consommation d’hydrogène « renouvelable et bas carbone » pour des usages en lien avec les mobilités routières, maritimes, fluviales, ferroviaires à 230 000 t par an à l’horizon 2030 en France. A condition de lever des freins, techniques et réglementaires, de s’assurer de la disponibilité d’électricité, d’eau, de foncier.
Une étude de France hydrogène, intitulée « Trajectoire pour une grande ambition hydrogène en 2030 » et publiée en ce mois de décembre 2022, évalue la consommation d’hydrogène « renouvelable et bas carbone » pour des mobilités routières, maritimes, fluviales, ferroviaires à 230 000 t par an en France sur un total d’un peu plus de 1 million de tonnes comptabilisées pour l’ensemble des usages envisagées. Les mobilités se placent ainsi en deuxième position des filières utilisatrices, la première étant l’industrie avec 815 000 t, et la troisième l’énergie avec 25 000 t.
La majorité des 230 000 t sera consommée pour des mobilités routières : « 225 stations de recharge hydrogène ouvriront d’ici 2025 en France avec un minimum d’une dizaine de stations prévues dans chaque région, généralement autour des principales agglomérations », indique le résumé exécutif de l’étude.
Celui ajoute : « Pour l’ensemble des mobilités maritimes et fluviales, l’hydrogène et les piles à combustible peuvent répondre à de nombreux besoins et cas d’usages comme en témoigne la trentaine de projets recensés sur l’ensemble du territoire : propulsion de navettes de passagers, de navires portuaires ou de bateaux dédiés à la navigation intérieure mais également des solutions de recharge à quai. Les solutions aujourd’hui en développement correspondent à des puissances allant de 200 kW à 2,5 MW avec plusieurs centaines de kilogrammes d’hydrogène comprimé ou cryogénique embarqués. Les défis techniques et règlementaires sont encore nombreux ».
Les mobilités ferroviaires à l’hydrogène concernent pour le moment des trains régionaux de voyageurs, selon le résumé.
Une production majoritairement par électrolyse
Les 815 000 t consommés pour l’industrie le seront pour des usages de type « conventionnels comme le raffinage ou la production d’ammoniac, confortant la part de la sidérurgie mais mettent en lumière une part considérable et nouvelle dans la production de molécule de synthèse : plus de la moitié de la production d’hydrogène renouvelable et bas-carbone est consommée par des projets visant la fabrication de e-méthanol ou d’e-carburants par exemple », selon le résumé.
Les usages « énergétiques » constituent « des solutions concrètes pour répondre aux besoins de flexibilité du réseau électrique mais également pour les usages hors- réseau (boucles énergétiques locales et autonomes, sites isolés, groupes électrogènes, systèmes de secours, etc.) ». Toutefois, « le segment correspondant à ces usages « énergie » est peu représenté à court et moyen terme dans les projets collectés dans le cadre de l’étude mais plusieurs expérimentations et projets de démonstration sont en cours ».
Au total, l’étude de France Hydrogène a recensé plus de 250 projets et écosystèmes territoriaux autour de l’hydrogène dans les 12 régions de l’Hexagone. Mais « une vraie polarité apparaît dans la production d’hydrogène en France avec, d’un côté, une large majorité de projets inférieurs à 3 MWeq. (70 % de l’ensemble des projets collectés) et, de l’autre, des quantités d’hydrogène produites principalement par des projets supérieurs à 100 MWeq. (80 % de l’ensemble des volumes pour seulement 24 projets). Les projets de taille intermédiaire, malgré leur pertinence en termes de mutualisation des infrastructures et d’effets d’échelle, apparaissent, à ce stade, peu privilégiés ».
Pour la production d’un hydrogène « renouvelable et bas carbone », « l’électrolyse est très largement privilégiée par les acteurs de la filière (à plus de 95 %) mais au moins une dizaine de projets d’écosystèmes reposent sur la pyrogazéification de biomasse, autre technique de production permettant de s’intégrer dans une dynamique d’économie circulaire ».
Disponibilité de l’électricité, de l’eau, du foncier
Un peu plus d’un million de tonnes par an d’hydrogène « renouvelable et bas carbone », en partant d’une production majoritairement par électrolyse, « requiert plus de 50 TWh d’électricité soit 10 % de la consommation totale d’électricité prévue par RTE dans son scénario de référence (M23) à 2030 (500 TWh), ce qui représente une part non-négligeable d’électricité allouée à la production d’hydrogène. Il est donc nécessaire de favoriser la production d’hydrogène par électrolyse à partir du réseau électrique français, accélérer le déploiement des énergies renouvelables mais aussi soutenir la valorisation de la biomasse et des déchets afin de diversifier les modes de production d’hydrogène et les intrants nécessaires », continue le résumé.
« Les besoins en eau pour la production d’un million de tonnes d’hydrogène renouvelable et bas carbone sont compris entre 10 et 20 millions m3. Quant à la consommation nette d’eau associée, elle représente donc 10 millions de 3 ». Selon le résumé, ces besoins s’ils « sont significatifs », ne sont pas si élevés : ils « représentent moins de 0,1% des prélèvements et moins de 0,2% de la consommation d’eau. L’impact de la filière hydrogène sur le stress hydrique n’est donc pas prépondérant à l’échelle nationale mais les spécificités territoriales et saisonnières doivent faire l’objet de la plus grande attention notamment pour les risques d’impact sur la chaine d’approvisionnement de la production d’hydrogène ».
L’étude s’inquiète davantage des besoins en foncier pour les stations de distribution et les usines de production. « Les surfaces nécessaires au développement de la filière hydrogène se trouvent régulièrement dans des espaces déjà sous contrainte parfois avec des réglementations spécifiques : zones industrielles denses, espaces portuaires ou aéroportuaires, agglomérations, etc. La disponibilité du foncier est donc une forte contrainte pour les projets de la filière hydrogène ».
Enfin, « la mise en œuvre d’un cadre réglementaire et législatif parfaitement défini et stabilisé - que ce soit au plan européen ou au plan français - demeure un autre préalable à l’essor d’un « hydrogène renouvelable et bas carbone ».
