Hydrogène : une révolution en marche pour la transition énergétique ?

L’hydrogène bas-carbone est un levier fondamental pour accompagner la transition énergétique et s’approcher des objectifs de neutralité carbone en 2050. Production, distribution, structuration de la filière… Thomas Branche, Vice-Président Exécutif France et Nouveau Nucléaire, éclaire les enjeux et perspectives de cette énergie désormais incontournable.

L’hydrogène bas-carbone, pour réussir la transition énergétique

L’hydrogène est incontestablement dans l’air du temps. « Pour autant, relativise Thomas Branche, ce n’est pas une nouveauté, cela fait plus de 100 ans qu’il est utilisé et globalement maîtrisé. » Il y a en réalité plusieurs sortes d’hydrogènes : le gris, tout d’abord, qui est produit à partir de produits fossiles, sans aucune captation du carbone associé. Générant une part non négligeable des émissions mondiales de CO₂ et de gaz à effet de serre, estimées à 2 %, il a logiquement vocation, pour lutter contre le réchauffement climatique, à être remplacé par de l’hydrogène bas-carbone. Celui-ci peut être produit de trois manières : le rose provient à partir d'énergie nucléaire, le vert d'énergies renouvelables et le bleu de produits fossiles avec captation et stockage du carbone. Si l’emploi de l’hydrogène bas-carbone est actuellement questionné et remis sur le devant de la scène, c’est parce qu’il est, avec l'électricité bas-carbone, l’autre source d'énergie bas-carbone disponible. « C’est un levier indispensable pour atteindre les scénarios de transition énergétique, qui exigent le remplacement à court terme des énergies fossiles », commente Thomas Branche. D’autant, et cela fait consensus, qu’il apparaît comme une alternative intéressante à l’électricité, sur le plan technique et économique, dans bien des cas : les transports publics et grands transports lourds (avions, trains, camions, bus) mais aussi pour l’industrie qui est par nature très consommatrice d’énergies fossiles. L’hydrogène a donc toute sa place dans le processus de décarbonation de nos économies.

« Sans hydrogène, il n'y a pas de scénario qui boucle avec les enjeux de la transition énergétique. C’est pourquoi il est dans l’air du temps. »

Une révolution en marche ?

Il existe plusieurs manières d’obtenir de l’hydrogène bas-carbone : par captation et stockage de CO₂, mais surtout, et c’est la principale, par électrolyse de l’eau, un procédé non polluant sous réserve que l'électricité soit elle-même bas-carbone, c’est-à-dire issue des énergies nucléaires ou renouvelables. « L’enjeu n’est pas de parvenir à faire de l’hydrogène bas-carbone – le procédé est connu et maîtrisé -, mais de parvenir à organiser son développement à l’échelle industrielle, en s’assurant de sa viabilité économique », détaille Thomas Branche. Cela signifie concevoir l’ensemble de la chaîne logistique : développer les bons équipements et installations pour le produire ; construire les infrastructures (réseaux, stations) pour l’acheminer ; et adapter les « produits » - machines, voitures, trains, usines, pour consommer cet hydrogène. « C'est là qu'est la révolution : ce sont des changements de fond extrêmement importants et complexes à opérer, dans des délais relativement courts, puisqu’on a peu de temps face au réchauffement climatique. D’autant que cette transformation doit se faire en perturbant le moins possible les équilibres économiques en place », indique Thomas Branche. Le défi est réel.

L’Europe en locomotive

L’hydrogène bas-carbone est-elle considérée comme une énergie d’avenir ? Oui, a décidé l'Union européenne, qui s’est fixée des objectifs ambitieux et a adopté une politique claire, avec d’importants moyens alloués à son développement. « Cette ligne est extrêmement appréciable et créée une dynamique, avec des projets qui sont financés et déclinés à l’échelle des États. Il reste néanmoins une difficulté, pointe Thomas Branche, le fait qu’il n’y aura pas assez d'électricité bas-carbone disponible en France et en Europe, notamment si cette électricité provient exclusivement de sources renouvelables ». L’enjeu est donc, comme l’ont expressément demandé les industriels membres de la filière française hydrogène au gouvernement français et à l'Union européenne, d’augmenter la quantité d'électricité bas-carbone, disponible, renouvelable et nucléaire. « Un levier sur lequel il y a encore des efforts à faire, d’autant que si tout le monde est d’accord sur le constat, les stratégies d’approvisionnement diffèrent », analyse Thomas Branche. Par exemple, la France entend produire chez elle, dans la mesure où la création d’une filière est une condition de son indépendance énergétique, position que la guerre en Ukraine contribue à renforcer, et qu’elle est synonyme de gisement d’emplois. L’Allemagne adopte une position diamétralement opposée, en privilégiant un hydrogène, qui soit issu du renouvelable et le plus compétitif possible. En l’occurrence, du solaire importé d’Afrique du Nord ou d’Europe du Sud. « De manière générale, l’économie autour de l’hydrogène est à inventer et c’est ce qui est passionnant. Il y a beaucoup d'idées et de stratégies qui germent et qui seront appelées à cohabiter et à évoluer probablement », poursuit Thomas Branche. On peut citer à titre d’exemple le positionnement de l’Arabie saoudite ou des Émirats arabes unis, pays fortement exportateurs de produits fossiles, qui ont choisi de devenir de grands producteurs d'hydrogène bas-carbone, au service de l’Asie et de l'Europe, investissant dans cette optique des moyens gigantesques.

La France en pole position

A l’échelle française aussi, les avancées sont significatives. La France a très tôt affiché sa volonté de recourir de façon significative à de l'hydrogène bas-carbone. Elle a été l’un des premiers pays au monde à structurer un programme, avec là aussi un cap clair, des moyens - 7 milliards d'euros -, des acteurs, industriels et ingénieristes, qui travaillent ensemble. Avec un bémol toutefois : il y a énormément de projets financés, de petite taille et disséminés. Or, pour structurer la filière, il est nécessaire de faire émerger de grands projets d'ampleur permettant de développer de véritables écosystèmes dans lequel chaque acteur trouvera son intérêt. En effet, le marché est constitué d’acteurs très divers qui ont tous un business model très différent : les fabricants d'équipements, les producteurs d'hydrogène qui sont aussi souvent ceux qui le commercialisent, les logisticiens qui acheminent l'hydrogène et les consommateurs. « Il faut qu’il y ait suffisamment d’espace pour que chacun y trouve son intérêt. C’est là qu’est le challenge et c’est la condition de la réussite de notre business modèle de l’hydrogène », souligne Thomas Branche.

Le rôle d’une ingénierie comme Assystem

La révolution de l’hydrogène bas-carbone est un des points clés de la transition énergétique dans le monde. Pour permettre son développement, Assystem accompagne les acteurs de la filière et s'engage en faisant partie du réseau France Hydrogène et de la filière hydrogène du Syntec Ingénierie. Le Groupe positionne son offre autour de deux secteurs, le transport et l’industrie. D’une part, il accompagne les développeurs de transports publics sur des problématiques diverses, comme l’intégration des enjeux de sécurité de l'hydrogène dans le domaine du ferroviaire ou la définition des stratégies de flottes de bus pour des collectivités locales. Il accompagne également les industriels qui investissent dans la production d'hydrogène. En pratique, il peut intervenir en tant qu’ingénieriste pour concevoir ou accompagner la conception de leurs installations et superviser et prendre en charge la gestion du projet pour rendre les installations disponibles. Le digital, qui fait partie des fondamentaux d’Assystem est un point fort à double titre. Il permet de répondre efficacement aux exigences de sûreté qui se posent avec l’introduction d’un nouveau « produit » et de ses contraintes associées. « En faisant une ingénierie des exigences et en modélisant les enjeux, nous sommes capables d’en assurer l’intégration au bon niveau tout au long du process d'ingénierie jusque dans l'exploitation », décrypte Thomas Branche. Le digital est tout aussi essentiel pour accompagner le besoin énorme de déploiement industriel en facilitant la réplication, grâce aux maquettes numériques, des petites stations d’hydrogène.

« Nous avons deux bonnes raisons de penser que l'hydrogène bas-carbone n’est pas un effet de mode. D’abord parce qu’il n’y a pas de solution à la lutte contre le réchauffement climatique sans lui. Ensuite parce que nous avons la chance de pouvoir le produire et le maîtriser, avec à la clé l’assurance de notre indépendance énergétique, qui est un enjeu fondamental. »

Découvrez quelques-uns de nos projets dans le secteur de l’hydrogène :

• https://www.assystem.com/fr/references/design-et-pmc-pour-un-projet-dhydrogene-vert-de-24-mw/
• https://www.assystem.com/fr/references/etude-de-faisabilite-dans-le-cadre-de-linstallation-dune-station-de-production-distribution-dh2-dans-la-region-de-reims/
• https://www.assystem.com/fr/references/pmo-et-mise-en-place-dune-demarche-securite-pour-un-projet-de-train-a-hydrogene/
• https://www.assystem.com/fr/references/etudes-station-production-distribution-hydrogene-reseau-bus/
• https://www.assystem.com/fr/references/amo-pour-le-projet-de-production-dhydrogene-oh2-port-de-lyon/
• https://www.assystem.com/fr/references/etudes-faisabilite-avitaillement-hydrogene-bateaux-fluviaux/