L’hydrogène, élément chimique et vecteur énergétique A. Le Duigou

L’Hydrogène, élément chimique et vecteur énergétique Chimie (NH3, MeOH, H2O2, métaux, …) Raffinage (50%) Production d’Hydrogène 59 Mt dans le monde en 2006 Chimie (chlore, …) Hydrogène « co-produit » Réduire les émissions de CO2 Economiser la biomasse MCI diesel Applications énergétiques (mobiles, stationnaires) BtL, CtL Carburants de synthèse Combler déficit H2 PàC, MCIH2 Hydrogène Vecteur énergétique MCI : Moteur à Combustion Interne PàC : Pile à Combustible BtL : Biomass to Liquid CtL : Coal to Liquid

+ Stockage électricité …. L’hydrogène : utilisations, échéances, scénarios Besoin parc mondial « véhicules 100% H2 PàC » ~ 2 à 3 fois la production industrielle actuelle + Stockage électricité …. Electrolyse → stockage H2 → PàC (Europe) TRANSPORTS Hyways (haut) → MARKAL (Τpénétration 73%) Sidérurgie ? PROTEC H2 (haut) → POLES Chimie + raffinage IEA/ BtL (Τpénétration 15%) 200 à 250 gH2/Kg BtL Kll:: 10% du co-produit ~ quelques GNm3 ~ 2% taux de pénétration dans les transports CtL : besoins H2 un peu supérieurs à ceux du BtL

Les Piles à Combustible : des espoirs / des efforts Récents progrès très encourageants sur les coûts Mobiles Effort R&D mondiale privée et publique : 3 à 5 G€ /an Initiative technologique européenne 2008 - 2013 Stationnaires Démonstrations / utilisations évolutions technologiques / acceptabilité ….. Dont 500 M€ CE

(Production, transport et distribution, stockage, utilisation) Nécessité des analyses « système » (Production, transport et distribution, stockage, utilisation) Du puits au réservoir Du réservoir à la roue EU mix, électrolyse Reformage GN Nucl., Electrolyse Hybrides, techno (Sources : Eucar Concawe, HyWays, Roads2HyCom)

(Production, transport et distribution, stockage, utilisation) Nécessité des analyses « système » (Production, transport et distribution, stockage, utilisation) Du puits au réservoir Du réservoir à la roue EU mix, électrolyse Reformage GN Nucl., Electrolyse Hybrides, techno (Sources : Eucar Concawe, HyWays, Roads2HyCom) → nombreuses applications énergétiques de l’hydrogène, « vecteur énergétique » et « élément chimique »

Les projets HyWays et HyFrance HyWays : integrated project, co-funded by research institutes, industry, national agencies and by the European Commission (EC) under the 6th Framework Programme Groupe HyFrance Partenaires : Air Liquide, Total, EDF R&D, Gaz de France, Renault, PSA, CEA (coordonnateur), ADEME, BRGM, CNRS, IFP, AFH2, ALPHEA Hydrogène, Ministères : Recherche, DGEMP Déclinaisons nationales A soutenu les travaux de la 1ère phase A soutenu les travaux de la 2ème phase (consolidation des chaînes) Feuille de route technico-économique européenne de l’Hydrogène Energie Expertise Technique et Economique collective nationale HyFrance

HyWays – hypothèses, résultats principaux HyWays analyse comment l’intégration des technologies de l’hydrogène peut, et doit, contribuer à assurer à l’Europe un approvisionnement énergétique sûr, durable, et économiquement viable / Analyses aux horizons 2020, 2030, 2050 → prise en considération de l’expertise d’acteurs industriels et institutionnels majeurs, issus de nombreux états membres / conditions nationales réelles (évolutions des mix énergétiques, …) → données spécifiques issues de 10 pays (FI, FR, DE, EL, IT, NL, NO, PL, ES et UK) / diversité, gage de pertinence pour une analyse au niveau européen Europe

Rappel de la stratégie française proposée pour la production « durable » d’hydrogène Promouvoir l’électrolyse de l’eau dont l’importance stratégique est primordiale en France Valoriser les potentiels élevés d’énergies renouvelables (biomasse sèche, éolien…) (potentiels estimés par ADEME et BRGM) Reformage centralisé du gaz naturel, si captage et stockage industriel du CO2 (potentiels estimés par IFP) → matrice des chaînes (mix énergétique) prenant en compte les ressources et leurs évolutions, et les parts de marchés potentielles que peuvent alors prendre les différentes chaînes, aux échéances 2020, 2030, 2050

Bilan HyFrance → hypothèses de taux de pénétrations potentiels des technologies de l’hydrogène (transports) 1% 12% 70% France Émissions de CO2 dans les transports routiers

Nouveau projet : HyFrance3 L’I-tésé coordinateur du projet HyFrance3 Demande prospective d’hydrogène dans l’industrie (chimie, carburants, BtL, sidérurgie, co-produits, compétitivité production sans CO2) Coût de l’hydrogène d’origine éolienne, vs. type de demande (production décentralisée pour station service, canalisations pour unité BtL et Hythane) Stockage H2 Coût du stockage massif d’hydrogène vs. demandes (stockage centralisé, ou décentralisé,cavité minée ou naturelle, aspects réglementaires) Coût de l’hydrogène distribué en région (véhicules et applications stationnaires, infrastructures, compétitivité économique « pipeline » vs. « camions »)

L’hydrogène : des enjeux sociétaux / AIDHY L’I-tésé partenaire du projet AIDHY (ANR) « AIde à la Décision pour l’identification et l’accompagnement aux transformations sociétales induites par les nouvelles technologies de l’Hydrogène » (coordinateur) Technologies et scénarios de références (e.g. HyFrance) « Focus groups » (users, experts, …) Discussions, débats Analyse des controverses Questions poses, classification des problèmes d’acceptabilité Recommandations

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