France 2030 | Accélérer le déploiement de l’hydrogène, clé de voûte de la décarbonation de l’industrie

Ce contenu a été publié sous le gouvernement de la Première ministre, Élisabeth Borne.

Publié 02/02/2023 |Modifié 02/02/2023

Au salon Hyvolution, réunissant les acteurs qui feront de la France le leader de l’hydrogène vert en Europe, le Gouvernement a fait un point d’étape sur la stratégie Hydrogène décarboné de l’Etat et son ambition d'accélérer le déploiement de l'hydrogène comme clé de voûte de la décarbonation de l’industrie.

La France, une nation pionnière de l’hydrogène

La France a été parmi les premiers pays à identifier tout le potentiel de l’hydrogène notamment sa capacité à réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en étant compétitif. Dès 2018, notre pays a fait le choix de soutenir la filière et y a consacré des moyens dans le cadre du Programme d’investissement d’avenir (PIA).
Avec la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné annoncée par le Gouvernement en 2020 et le plan France 2030, la France se donne les moyens, à hauteur de 9 milliards d’euros, en s’appuyant sur ses laboratoires de recherche et ses industriels à la pointe de l’innovation, de créer une filière compétitive d’hydrogène renouvelable et bas carbone, et de devenir un des leaders mondiaux de l’hydrogène décarboné par électrolyse. Avec France 2030, l’État investit massivement dans la structuration de la filière de l’hydrogène décarboné et vise à être un des leaders mondiaux.
La France se fixe ainsi l’ambition de pouvoir compter sur son sol au moins quatre giga-usines d’électrolyseurs et l’ensemble des technologies nécessaires à l’utilisation de l’hydrogène.
Aujourd’hui, l’essentielle de la production mondiale d’hydrogène produit du CO2. Environ 116 millions de tonnes d’hydrogènes sont produites par an dans le monde dont seulement 1% provient de l’électrolyse de l’eau donc au bilan carbone nulle.
Le vaporeformage de gaz naturel est la méthode de production la plus répandue (44% des volumes). Cette technologie profite surtout de sa compétitivité (entre 1 € et 2,5 € le kg d’H2). Vient ensuite la gazéification du charbon (30% des volumes), également compétitive économiquement (entre 1,5 € et 3 € le kg) mais encore plus polluante que le vaporeformage (19 kg de CO2 par kg d’hydrogène produit contre 12 kg pour le gaz naturel). Enfin, 25% des volumes d’hydrogène sont des co-produits de la pétrochimie (hydrogène fatal).
La production d’hydrogène par électrolyse de l’eau à partir d’électricité bas carbone ou renouvelable est donc encore très peu développée.. En effet, la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau est encore 3 à 6 fois plus chère que la production par vaporeformage du gaz naturel. Des progrès sont attendus notamment sur l’amélioration du rendement énergétique et l’augmentation de la puissance des électrolyseurs pour faire baisser les coûts de production de l’hydrogène décarboné.
Pour autant, c’est l’électrolyse de l’eau qui représente le future du développement de la filière hydrogène. C’est, à ce stade, le seul procédé qui permet une production massive sans émission de CO2. En France, la part de l’électrolyse est plus importante que dans le reste du monde (6% des volumes).

La stratégie nationale en matière d’hydrogène

La stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène (SNH) décarboné a été annoncée en septembre 2020 et prévoit un soutien public de 9 Mds€ d’ici 2030. Elle vise le développement des filières de l’électrolyse et de la mobilité lourde à l’hydrogène, avec l’objectif de contribuer significativement à la décarbonation de l’industrie et des transports.
Afin de développer les technologies de l’hydrogène pour accélérer la transition écologique et créer une filière industrielle dédiée, la stratégie nationale fixe trois objectifs.
  • Installer suffisamment d’électrolyseurs pour apporter une contribution significative à la décarbonation de l’économie. L’objectif est notamment d’installer 6,5 GW d’électrolyse d’ici 2030, ce qui représente la production de 600 kt/an d’hydrogène décarboné.
  • Développer les mobilités propres, en particulier pour les véhicules lourds
  • Construire en France une filière industrielle créatrice d’emplois et garante de notre maîtrise technologique, notamment en créant 50 000 à 150 000 emplois sur le territoire
Ces objectifs représentent un triple enjeu pour la décarbonation de l’industrie, pour la décarbonation de la mobilité intensive et pour notre souveraineté.
Ils se déclinent en trois priorités :
  • Décarboner l’industrie en faisant émerger une filière française de l’électrolyse
  • Développer une mobilité lourde à l’hydrogène décarboné
  • Soutenir la recherche, l’innovation et le développement de compétences afin de favoriser les usages de demain

Ces objectifs se traduisent par des programmes opérationnels

Dans le cadre de la SNH, deux appels à projets ont été lancés en octobre 2020.
  • L’AAP « briques et démonstrateurs », doté de 350 M€, vise à développer ou améliorer les composants et systèmes liés à la production et au transport d’hydrogène, et à ses usages tels que les applications de transport ou de fourniture d’énergie.
  • L’AAP « Ecosystèmes territoriaux d’hydrogène », doté de 275 M€, adresse le déploiement, par des consortiums réunissant des collectivités et des industriels fournisseurs de solutions, d’écosystèmes territoriaux de grande envergure regroupant différents usages (industrie et mobilité). Cet appel à projet est clos mais sera prochainement relancé, avec le soutien de France 2030 à hauteur de 200 M€, qui complète le financement annuel par le ministère de la transition énergétique à hauteur de 50 M€.
Le programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR) hydrogène, pilotés par le CEA et le CNRS et dotés de 80 M€ de France 2030, représentent la partie amont de la stratégie nationale d’accélération. Plusieurs de ses actions ont été lancées à l’été 2021, notamment sur la pile à combustible et le stockage de l’hydrogène. Plusieurs dispositifs complémentaires sont en cours sur d’autres thématiques.
Des projets liés à l’hydrogène ont également été soutenus via les dispositifs de France relance, et via France 2030 :
→ Le financement de la R&D sur l’avion à hydrogène via le CORAC
→ le déploiement des trains à hydrogène qui s’est concrétisé dans les territoires en avril 2021, avec la commande par les régions Bourgogne Franche-Comté, Auvergne Rhône-Alpes, Grand Est et Occitanie de 12 rames bi-mode qui seront fournies par Alstom
Présenté par Emmanuel Macron, « France 2030 » souhaite faire de la France le leader mondial de l’hydrogène vert. En effet, France 2030 prévoit un renforcement de 1,9 Mds€ pour le développement de la filière hydrogène :
  • 1,7 Mds€ seront consacrés au renforcement du PIEEC H2, venant porter l’enveloppe totale à 3,275 Mds€. Cela devrait permettre de soutenir plus largement les 22 projets présélectionnés par la France mais ne couvrira pas l’intégralité des besoins. Des financements complémentaires de France 2030 (notamment consacrés à la décarbonation), et des cofinancements régionaux pourraient être recherchés.
  • 200 M€ seront consacrés à un appel à projets pour le déploiement d’écosystèmes hydrogène, dans la continuité de de l’appel à projets lancé en octobre 2020.

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