La filière hydrogène-énergie dans les territoires : où en est-on ?

A l’heure de l’examen des projets déposés à l’issue de l’appel à projets « Territoires Hydrogène », la contribution des territoires au développement de la filière hydrogène-énergie en France apparaît plus que jamais clé. Souvent abordée sous son seul aspect technologique, la question de l’hydrogène énergie suscite des interrogations sur le développement de la filière et les opportunités émergentes pour nos territoires, qu’ils soient urbains ou ruraux.

Dans le récit du passage à une nouvelle ère industrielle et énergétique marquée par le remplacement progressif des hydrocarbures par le renouvelable, l’hydrogène-énergie occupe un rôle central. Il existe en effet aujourd’hui un consensus scientifique sur le potentiel de l’hydrogène quant à l’optimisation des ressources énergétiques locales dans un contexte de production d’énergie décentralisé et de source intermittente :

  • Stockage massif et de long terme de l’électricité ;
  • Revalorisation des excédents au travers d’un vecteur gaz ;
  • Co-génération de chaleur au niveau de l’habitat ;
  • Mobilité décarbonnée …

Les usages sont multiples, et les retombées attendues sont importantes. Reste que, contrairement à d’autres pays développés (Allemagne, Etats-Unis, Japon, Corée du Sud), l’hydrogène-énergie peine à trouver sa place dans le modèle énergétique français.


Un modèle de développement fortement territorialisé

Face à un Etat attentiste, l’échelon territorial s’est imposé comme le niveau de gouvernance et de mise en œuvre des projets hydrogène-énergie, quelques territoires pionniers s’affirmant comme prescripteurs des solutions offertes par l’hydrogène.

L’absence d’une vision stratégique affirmée de l’Etat sur le développement de la filière hydrogène-énergie en France explique ces initiatives territoriales. A ce jour, le gouvernement ne dispose pas de feuille de route nationale clairement établie* sur le déploiement de la technologie ou sur son articulation plus globale avec le développement des énergies renouvelables; les objectifs sont insuffisamment quantifiés ; et la transposition de la règlementation européenne sur l’hydrogène au droit français peine à voir le jour, malgré les demandes réitérées des acteurs de la filière.

En effet, c’est bien la conjonction des forces territoriales et économiques, c’est-à-dire la volonté commune des élus, des partenaires industriels et de recherche qui a jusqu’à présent permis à l’hydrogène-énergie d’éclore sous forme de démonstrateurs et projets pilotes, dont on compte une trentaine d’exemples sur le territoire national.

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Le projet Hyway, développé à Lyon et à Grenoble, a consisté au déploiement d’une flotte de 50 Renault kangoo H2 fonctionnant à pile à combustible et de stations de recharge associées. Credits photo : Tennerdis

Ce modèle territorialisé connaît aujourd’hui une nouvelle dynamique, plus volontariste et ambitieuse, impulsée par la loi d’août 2015 sur la Transition Energétique et le plan Nouvelle France Industrielle, dont l’appel à projets « Territoires Hydrogène », lancé par la ministre de l’Ecologie et du Développement Durable Ségolène Royal en cours d’année 2016, n’est qu’une des premières manifestations attendues**. Une prise de conscience collective s’opère, au niveau de l’Etat quant à la nécessité de « mettre les territoires en mouvement » sur cette thématique; et au niveau des élus et agents territoriaux eux-mêmes, quant au potentiel de l’hydrogène-énergie pour répondre aux multiples objectifs énergétiques et économiques locaux.

 

Une filière industrielle en structuration rapide

L’alignement des planètes n’est pas seulement politique : il est également industriel. Une logique de structuration de filière est en effet à l’œuvre sur l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène-énergie sur le territoire national.

Bien que ce développement puisse afficher une dynamique moins puissante que chez notre voisin outre-Rhin (dont le conglomérat H2 Mobility, porté par le constructeur automobile Daimler, fait office de véritable locomotive pour le développement de l’Hydrogène-énergie) cette structuration se manifeste à plusieurs niveaux.

Tout d’abord, la vitalité de la R&D et des partenariats recherche-industrie, impulsés par le CEA Tech, le CNRS ou par les pôles de compétitivité Tennerdis à Grenoble et Cap’Energies à Aix-en-Provence, assurent le transfert de des démonstrateurs et pré-déploiements industriels et contribuent au développement des prochaines générations de technologie hydrogène-énergie.

Ensuite, l’Association Française pour l’Hydrogène et les Piles à Combustible (AFHYPAC) joue un rôle de structuration de la filière hydrogène, en rassemblant l’écosystème d’acteurs de l’Hydrogène-énergie en France (plus d’une soixantaine d’adhérents, dont des startups, PME, ETI, grands groupes et collectivités) et en assurant une diversité de missions : communication et partage d’information stratégique, influence et lobbying sur les travaux règlementaires, interlocuteur de la filière auprès des pouvoirs publics….

Surtout, l’alliance stratégique entre les grands groupes et les fournisseurs technologiques semble enfin se concrétiser. Longtemps frileux en comparaison de leurs voisins allemands, les grands groupes français réinvestissent la scène de l’hydrogène-énergie et amorcent un changement de paradigme, suggérant un passage prochain à l’industrialisation de solutions hydrogènes. Au mois de septembre dernier, Engie entrait au capital de SymbioFCell (intégrateur de piles à combustible pour l’industrie automobile, basé à Grenoble) à hauteur de 20%, après l’entrée de Michelin au capital de la même société en 2014. Areva, l’Ademe et Smart Energies s’associaient en 2014 pour créer la co-entreprise Areva H2GEN, qui entend se positionner comme leader international dans le domaine du stockage d’électricité d’origine renouvelable : la première usine de production d’électrolyseurs à membrane d’échange de protons (technologie PEM) de la société a ouvert en juin 2016 aux Ulis, dans l’Essonne. Par ailleurs, nombre d’acteurs industriels français sont parties prenantes de projets de développement de la filière hydrogène à l’étranger, à l’image d’Air Liquide, qui a signé un contrat de partenariat avec Hyundai pour le déploiement rapide de l’infrastructure hydrogène en Corée du Sud. Autant de compétences et d’expertises « rapatriables » et mobilisables sur nos territoires à moyen terme.

Un modèle français de filière hydrogène-énergie se dégage ainsi autour d’un écosystème caractérisé, de façon surprenante, par la quasi-absence des grands constructeurs automobiles (PSA, Renault) dans l’effort de guerre pour faire de ce vecteur énergétique une réalité dans nos territoires.

Un modèle économique encore incertain et de multiples verrous à lever

La problématique du passage à l’échelle est prégnante et un « cas français » est manifeste, dans un contexte de mise en concurrence de plusieurs technologies sur des segments de la chaine de valeur tels que la mobilité ou le stockage.

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L’Allemagne a prévu le déploiement de près de 400 stations de recharge pour véhicules à pile à combustible à l’horizon 2023. Cette initiative est pilotée par le conglomérat H2 Mobility Initiative (Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell et Total) Crédits photo : digitaltrends.com

Comme dans d’autres pays, le cœur du problème tient aux investissements importants à réaliser pour le déploiement d’une infrastructure de production et de distribution d’un hydrogène vert capable d’alimenter les différents usages, notamment de mobilité. Toutefois, le désinvestissement des constructeurs français envers le véhicule hydrogène – auquel a été préféré le véhicule électrique – apparaît comme une difficulté supplémentaire, privant en partie la filière hydrogène-énergie française de la force de frappe capitalistique que l’on voit se déployer en Allemagne, au Japon ou en Corée du Sud en prévision de l’arrivée sur le marché des véhicules FCEV.

La dépendance de la France à l’électricité de source nucléaire, abondante et peu coûteuse, est un autre facteur restrictif. Contrairement à l‘Allemagne, qui se dirige vers un horizon tout-renouvelable, le besoin de stockage électrique français est moindre car la production d’électricité restera en grande dépendante de cette source de production à court/moyen terme, et donc monitorée en temps réel et distribuée via un réseau électrique centralisé. En outre, le bas coût de l’électricité limite l’attractivité économique des applications de stockage hydrogène pour les sources intermittentes comme l’éolien ou le photovoltaïque, la revente aux heures de pointe d’électricité stockée en heure creuse n’étant dans ce cadre pas une incitation suffisante.

Enfin, la mise en concurrence de l’hydrogène-énergie avec d’autres types de technologies sur de multiples segments de la chaîne de valeur – mobilité et stockage notamment – est un frein à la mise en œuvre rapide d’effets d’échelle permettant de réduire les coûts et de déployer largement la technologie. L’hydrogène-énergie peut en effet être un choix parmi d’autres, à commencer par son application dans les véhicules, qui divise encore les constructeurs automobiles en France comme ailleurs. On pense par exemple à Elon Musk, PDG de Tesla, que l’on a pu entendre s’exprimer à plusieurs reprises sur l’« incroyable idiotie » des véhicules hydrogènes, pour leur supposé faible rendement.

Face à ces facteurs structurels de poids, et à d’autres verrous technologiques, règlementaires et sécuritaires – l’hydrogène étant un gaz particulièrement inflammable et instable – le modèle économique apparaît souvent comme incertain et difficile à trouver. Cette situation peut expliquer qu’à court terme, le marché national de l’hydrogène-énergie se concentre principalement sur des marchés de niche (flottes captives, chariots élévateurs, etc.).

Territoires : comment transformer l’essai

En confrontant les usages potentiels à la réalité du terrain, des « success stories » émergeront, sur lesquels de nouveaux territoires pourront capitaliser, contribuant à l’essaimage de solutions sur l’ensemble du territoire et ainsi à la solidification d’un modèle économique commun. 

En effet, la valorisation du vecteur énergétique se fera de manière progressive, en appui du développement des énergies renouvelables, et en mettant en avant la polyvalence et la diversité des usages rendus possibles par l’hydrogène-énergie. C’est bien le sens de l’appel à projets « Territoires Hydrogène », qui compte pour objectif central de démontrer la rentabilité et les retombées économiques des projets entrepris dans différents types de territoires, allant de l’urbain dense aux sites isolés. Et force est de constater que nos territoires ont du répondant : l’appel à projet aurait connu un véritable raz-de-marée avec plus d’une centaine de propositions soumises, contre une dizaine de projets attendus initialement par l’Etat, selon le constat dressé par Florence Lambert, directrice du CEA Liten.

Il est indispensable que les territoires entrants engagent une démarche proactive de cartographie de l’écosystème territorial et d’identification de segments de filières existants, afin d’identifier et positionner les acteurs traditionnels et de rupture, de taille et de secteurs divers, susceptibles d’être mobilisés autour d’un projet hydrogène-énergie. La mise en balance des forces en présence sur le territoire (collectivités, entreprises, acteurs de la recherche, etc.) et des objectifs économiques et écologiques plus larges du territoire (SRDEII, Plans climat-énergie, etc.) permettra ensuite de déterminer la vision du projet hydrogène et de mettre en place un plan d’action adéquat.

Plus que jamais, la fenêtre d’opportunité apparaît grande ouverte pour nos territoires – villes, EPCI, départements ou régions – de s’affirmer, aux côtés de leurs partenaires publics et privés, comme fer de lance du développement de l’hydrogène-énergie, et à plus forte raison, de la transition énergétique.


*L’article 121 de la loi sur la Transition Energétique prévoyait la publication en août 2016 d’un « plan de développement du stockage des énergies renouvelables par hydrogène décarboné », pour le moment indisponible.

**Le rapport sur la filière hydrogène énergie remis au ministère de l’Environnement en septembre 2015 recommande en effet la mise en œuvre de nombreux dispositifs complémentaires : identification d’un pôle de compétitivité sur la thématique hydrogène-énergie, soutien de la filière via le PIA3, appels à projets… :  http://www.cgedd.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/010177-01_rapport_cle2be959.pdf