Six années après le lancement par l’État du premier appel à projets « Territoires Hydrogène », qui avait donné le top départ des mobilisations territoriales sur ce sujet, la dynamique hydrogène dans les territoires français a été étudiée par le réseau des CCI. Synthèse de leurs observations.
De la production aux multiples usages, en passant par le stockage et la distribution sous forme de gaz comprimé ou de liquide, l’économie de l’hydrogène qui émerge présente une chaîne de valeur extrêmement dense et diversifiée. Celle-ci va nécessiter des composants, des systèmes, des expertises, des services très variés pouvant offrir des opportunités d’activités à de très nombreuses entreprises de toutes tailles.
Le comité de direction de CCI France du 13 juillet 2021 a décidé de la contribution du réseau CCI à ces enjeux, par la reconnaissance d’un plan hydrogène des CCI et la mobilisation de ressources affectées sur l’enveloppe du plan France Relance. Il s’agit pour les CCI de mobiliser les acteurs économiques afin de faire émerger des projets hydrogène porteurs de développement économique sur le plus grand nombre de territoires. La synthèse qui suit regroupe les observations principales des équipes de conseillers CCI déployées sur le terrain aux côtés des porteurs de projets Hydrogène.
Les données restituées ci-après ne sont évidemment pas exhaustives, compte tenu de l’évolution extrêmement rapide des projets dans le domaine de l’hydrogène. Elles permettent toutefois d’esquisser le paysage de l’économie hydrogène en cours de constitution dans les différents bassins d’emplois français.
Mobilisation des territoires
En 2022, l’hydrogène est au cœur des politiques de développement économique régionales. L’économie de l’hydrogène, de la production aux usages en passant par le stockage et la distribution, mobilise un très grand nombre de domaines techniques et scientifiques. La chaîne de valeur qu’elle représente est large et profonde, offrant ainsi des perspectives de marchés à un grand nombre de disciplines : mécanique, génie chimique, électronique, informatique, électrochimie, matériaux, traitement du signal, et à de nombreux secteurs spécialisés : réservoirs, électrolyseurs, piles à combustible, réacteurs de pyrogazéification, compresseurs, liquéfacteurs, capteurs, pompes… Ainsi, à partir de ses compétences pré-existantes, des expertises de ses entreprises et de ses laboratoires, chaque région de France s’est engagée vers l’économie de l’hydrogène. Certaines d’entre elles en font même un axe majeur de leur politique de développement industriel.
Des projets et des acteurs hydrogène existent aujourd’hui dans toutes les régions métropolitaines et la quasitotalité des réunions ultra-marines.
Sous l’impulsion des appels à projets nationaux, mais aussi par volonté politique forte des exécutifs régionaux, plusieurs régions se sont dotées de plans pluriannuels Hydrogène, généralement sur un temps long : 10 ans.
• Un macro-projet « Zero Emission Valley » (ZEV) en déploiement depuis 2018
• Un plan de 100 M€ sur 10 ans en Bourgogne-Franche-Comté, voté en 2019
• Une feuille de route H2 vert en Bretagne dans la Breizh Cop
• Une feuille de route sur 10 ans en Centre-Val de Loire votée en 2021
• Un plan stratégique sur 10 ans en Grand Est voté en 2020
• Un plan régional inscrit dans Rev 3 en Hauts-de-France, voté en 2019
• Une feuille de route Hydrogène à 10 ans en Nouvelle-Aquitaine, votée en 2020
• Un plan hydrogène de 15 M€ sur 3 ans en Normandie, voté dès 2018
• Un plan hydrogène vert de 150 M€ sur 10 ans en Occitanie, voté en 2019
• Une stratégie IDF Territoire Hydrogène en Île-de-France, délibérée en 2019
• Une feuille de route H2 vert dotée de 100 M€ en 10 ans en Pays de la Loire, votée en 2021
• Un plan régional Hydrogène en PACA, voté en 2020
Spécialisation régionale
Au-delà des 9 milliards d’euros mobilisés par l’État français, et des enveloppes annoncées par l’Union européenne, certaines régions annoncent des budgets dédiés dans la présentation de ces feuilles de route ou plans régionaux hydrogène. C’est le cas de Bourgogne-Franche-Comté (100 M€ sur 10 ans), Normandie (15 M€ sur 3 ans), Occitanie (150 M€ sur 10 ans) et Pays de la Loire (100 M€ sur 10 ans).
Le format « Appel à projets écosystèmes » a permis de créer des conditions économiques « raisonnables » en dimensionnant les capacités de production locale d’hydrogène vert à un premier volume d’usages de proximité, sans nécessiter le déploiement d’infrastructures de ravitaillement réparties. Sous l’impulsion de ce modèle, on retrouve assez naturellement des projets de format similaire dans les différentes régions. 80 écosystèmes hydrogène ont ainsi été recensés au travers de cette étude des CCI. À mi-2022, seule une minorité de ces écosystèmes est en fonctionnement, mais les mises en service s’accélèrent depuis le début de cette année.
Sur le plan des usages, les écosystèmes identifiés par les CCI concernent principalement des flottes captives de collectivités locales : bus, véhicules utilitaires, bennes à ordures ménagères. La faible disponibilité des véhicules, leur coût d’achat très élevé, et les incertitudes sur les infrastructures de maintenance sont les principaux freins évoqués par les entreprises dans l’appropriation de l’hydrogène en mobilité.
Le déploiement de quelques flottes de chariots élévateurs dans des entrepôts logistiques est le premier usage d’entreprises dont le modèle économique est compétitif dans certaines conditions d’exploitation. Des réalisations existent en Hauts-de-France, en Centre-Val de Loire, en Auvergne-Rhône-Alpes et en Pays de la Loire.
Un premier déploiement quantitatif est à l’œuvre en Île-de-France, avec l’usage de taxis fonctionnant à l’hydrogène porté par Hysetco.
Le projet Zero Emission Valley (ZEV) de déploiement de 15 électrolyseurs, 20 stations de recharge et 1200 véhicules en Auvergne-Rhône-Alpes donnera une première représentation de la diffusion de l’hydrogène en mobilité à l’échelle d’une région.
Des éléments de différenciation apparaissent progressivement entre les territoires sous l’influence de plusieurs familles de facteurs liés à la géographie ou à la topographie des territoires, au tissu économique et aux expertises territoriales, aux investissements projetés par des offreurs de solution, aux investissements des utilisateurs publics et privés, aux priorités stratégiques des instances politiques régionales. La filière étant encore en phase émergente, ces amorces de spécificités régionales ne figent pas le paysage français de l’hydrogène de façon définitive, précise l’étude de la CCI. Notamment parce que plusieurs de ces spécialisations affichées s’appuient sur des projets dont l’issue reste incertaine.
La production d’hydrogène
Électrolyseurs
5 régions portent des projets d’usines de production d’hydrogène en masse par électrolyse, pour des usages industriels d’envergure :
• En Auvergne-Rhône-Alpes, avec le projet Hynovy qui prévoit une production d’hydrogène pour décarboner la cimenterie Vicat et produire du méthanol.
• En Hauts-de-France, avec un usage de l’hydrogène pour décarboner la production de l’acier (projet de réduction directe chez Arcelor Dunkerque) et pour produire des carburants de synthèse en couplant la capture de CO2 à l’hydrogène produit par électrolyse (projets C2Fuel et Reuze).
• En Grand Est, avec le projet Borealis d’usage de l’hydrogène pour la production d’ammoniac.
• En Normandie, sur le site de Port- Jérome, en lien avec les activités industrialo-portuaires, dont la raffinerie TotalEnergies, en intégrant également la capture du CO2.
• En Provence-Alpes-Côte d’Azur, sur le site de la centrale thermique de Gardanne, pour produire du méthane de synthèse et des e‑carburants. Une seconde unité de production en masse est en projet sur le site de la bioraffinerie TotalEnergies de la Mède (MassHylia).
Les gigafactories d’électrolyseurs
4 régions accueillent des unités industrielles d’envergure pour produire les électrolyseurs de production d’hydrogène :
• En Grand Est, avec l’usine John Cockerill d’une capacité production de 1 GW/an.
• En Bourgogne-Franche-Comté, avec l’usine McPhy d’une capacité production de 1 GW/an à Belfort, mais aussi l’usine Gen Hy près de Montbeliard, qui intègrera la fabrication de membranes d’électrolyseurs.
• En Occitanie, avec l’usine Genvia à Béziers, avec la technologie oxydes solides.
• En Centre-Val de Loire, avec l’usine Elogen à Vendôme, avec un objectif de 1 GM/an.
Le couplage éolien offshore – production H2
Ce nouvel axe prend de l’ampleur depuis la mi-2020, en particulier dans la mer du Nord où le déploiement de parcs éoliens offshore est le plus avancé. Il permet d’envisager des unités d’électrolyse de très grande capacité, offrant ainsi des perspectives de baisse de coût de l’hydrogène produit. Un petit nombre de régions françaises déjà actives sur l’éolien offshore se positionne sur ce créneau.
• En Guadeloupe, avec le projet GEO, qui envisage de produire de l’hydrogène puis de l’ammoniac, à partir d’un parc éolien offshore flottant.
• En Occitanie, avec le projet de production d’hydrogène porté par Hyd’Occ à Port la Nouvelle, dont l’alimentation électrique en phase 2 est prévue à partir du parc éolien offshore Eolmed.
• En Pays de la Loire, avec l’usine pilote de LHYFE (société créée en 2017 précisément pour produire de l’hydrogène vert à partir d’eau de mer) en Vendée alimentée en eau de mer, avec le projet pilote Sea Lhyfe au large du Croisic pour tester la production d’hydrogène en mer à partir d’énergie fournie par une éolienne flottante, avec le projet SeeOs de décarbonation par PAC des sous-stations électriques des parcs éoliens offshore.
La production par biomasse
Cette technique de production est moins avancée dans son développement que l’électrolyse ; elle en est au stade de démonstrateurs échelle 1 en cours de validation et d’optimisation. Elle ouvre une voie complémentaire intéressante, avec son approche d’économie circulaire.
• En Grand Est, avec le projet R‑Hynoca de pyrogazéification de biomasse, dans l’agglomération de Strasbourg
• En Bourgogne-France-Comté, avec le projet Avenir Energies Vertes de thermolyse de biomasse
• En Bretagne, avec le projet de conversion d’urine de porc par pyrogazéification
• En Centre-Val de Loire, avec le projet de pyrolyse ImagH2In
• En Normandie, avec le projet TH2 de pyrogazéification de copeaux de bois
• En Occitanie, avec le projet Vabhyogaz
• En Pays de la Loire, avec les projets Qairos de pyrogazéification de chanvre, Hymoov de pyrogazéification de déchets de bois de classe B, ou Athena de transformation biologique d’effluents agro-alimentaires
Le stockage d’hydrogène
Réservoirs
La faible densité du gaz, la petite taille de la molécule, et la très basse température de liquéfaction de l’hydrogène sont des particularités qui confèrent à la fonction stockage des exigences de technicité extrême. Que le stockage s’effectue sous forme gazeuse à plusieurs centaines de bars ou sous forme liquide à –253 °C, les solutions à mettre en œuvre font appel à des savoir-faire pointus.
• En Centre-Val de Loire, avec la production de réservoirs d’hydrogène comprimé (Ullit et Raigi), et aussi des centres de recherche spécialisés dans le stockage d’hydrogène comprimé à Tours
• En Bourgogne-Franche-Comté, avec le centre d’expertise mondial de Faurecia sur le stockage d’hydrogène, et l’ISTHY, institut national de stockage hydrogène
• En Normandie avec la production d’hydrogène liquide (projets H2YLimobil et Hysar2)
En Pays de la Loire, avec les unités de stockage mobile MC500 développées par Europe Technologies, mais aussi le centre de développement des réservoirs à hydrogène liquide pour les avions (projet ZEDC)
Le stockage souterrain d’hydrogène
Pour le stockage en masse, sur les périodes longues, les réserves souterraines offrent des voies de solutions pertinentes
• En Auvergne-Rhône-Alpes, avec le projet Hypster porté par Storengy sur le site d’Etrez
• En Grand Est, avec le projet de stockage en cavité saline Stor’Hy porté par Storengy, à Cerville près de Nancy
• En Provence-Alpes-Côte d’Azur, avec le projet Hygreen de stockage en cavité saline dans les Alpes-de-Haute-Provence
Réseaux d’hydrogénoducs
• En Hauts-de-France, à partir de l’hydrogénoduc Air Liquide existant (réseau Nord H2)
• En Grand Est, avec la conversion de 2 canalisations de gaz existantes, connectées à l’Allemagne et au Luxembourg (projet MosaHyc)
La production de stations de ravitaillement en hydrogène
• En Auvergne-Rhône-Alpes, avec la société iséroise Hydrogen Refueling Stations (HRS)
Piles à combustible
• En Auvergne-Rhône-Alpes, avec la gigafactory Symbio à Saint-Fons, avec une capacité visée de 200 000 unités par an
• En Nouvelle-Aquitaine, avec l’usine HDF à Blanquefort, avec une capacité annuelle cible de 50 MW dans une première phase
• En Île-de-France, avec l’usine Renault Hyvia de Flins
La production de véhicules Hydrogène
• En Bourgogne-Franche-Comté, avec la fabrication d’engins logistiques Gaussin, mais aussi la production de moteurs et de véhicules de course dans la Nièvre (Ligier)
• En Grand Est, avec l’assemblage de Renault Master H2 près de Metz
• En Occitanie, avec la production de bus fonctionnant à l’hydrogène par Safra, la production de groupes frigorifiques pour remorques par Bosch, ou d’avions H2 par Mauboussin
• En Île-de-France, avec l’usine Hyvia associant Renault, Plug Power et PVI pour fabriquer des Master H2, mais aussi pour le rétrofit de véhicules thermiques
• En Pays de la Loire, avec le projet ZEH2 de Manitou pour des engins de manutention, mais aussi les rétrofits de camions portés par E‑neo
• En Provence-Alpes-Côte d’Azur, avec le projet CatHyopé de camion à fort tonnage, hydride batterie/pac
Les usages maritimes et portuaires
• En Bretagne, avec des rétrofits de bateaux pour les mytiliculteurs dans la baie de Saint-Brieuc, mais aussi la construction d’un bateau pour passagers de 200 pax pour le golfe du Morbihan
• En Corse, avec le projet de décarbonation des activités portuaires, porté par Corsica Energia
• En Guadeloupe, avec le projet de production d’hydrogène en mer à partie de l’énergie produite par un bateau éolien/hydrolien développé par Farwind
• En Normandie et Île-de-France, avec l’AMI lancé en février 2022 pour faire émerger des innovations hydrogène adaptées au domaine fluvial et maritime sur l’axe Seine, et aussi avec le projet NEAC de navettes fluviales autonome
• En Nouvelle-Aquitaine, avec le projet Ocean Labs de PAC marinisées
• En Occitanie, avec le projet Green Harbour de barge Hydrogène au port de Sète Frontignan, mais aussi le développement d’une drague hybride (projet Hydromer)
• En Pays de la Loire, avec navette à passagers Navibus, les projets rétrofit de navires portés par H2 Loire Vallée, le développement du bateau éolien-hydrolien Farwind de production d’hydrogène en mer
• En Provence-Alpes-Côte d’Azur, avec le projet Hynomed de navette portuaire hydrogène, et la production du bateau Hynova
Les usages aériens et aéroportuaires
• En Île-de-France, avec l’AMI H2 Hub Airport (Roissy et Orly), qui a sélectionné onze projets pour développer des solutions d’usages dans la logistique aéroportuaire au sol, et dans la propulsion des avions
• En Occitanie, avec le projet Hyport déployé sur les aéroports de Toulouse et de Tarbes
• En Pays de la Loire, avec le centre de recherche Airbus à Nantes sur le développement de réservoirs hydrogène liquide pour les avions
Les usages ferroviaires
• En Bourgogne-Franche-Comté, avec la production de trains H2 par Alstom, et la commande de 3 TER
• En Auvergne-Rhône-Alpes, avec la commande de 3 TER
En Grand Est, avec le projet de 3 TER sur la ligne Thann Mulhouse
En Occitanie, avec le démonstrateur Régiolis et le développement de la chaîne de traction d’un train à Tarbes par Alstom
La production de groupes électrogènes hydrogène
• En Bourgogne-Franche-Comté, avec l’unité de fabrication de H2sys à Belfort
• En Centre-Val de Loire, avec la fabrication des unités Powidian
• En Île-de-France, avec la ligne de production Eodev GenH2 sur le site de Eneria à Montlhéry
L’injection d’hydrogène dans le réseau gaz
• En Hauts-de-France, avec le projet GRHYD qui a permis de tester les injections de différents pourcentages d’hydrogène dans le réseau de gaz naturel.
• En Centre-Val de Loire, avec le projet MarHy qui prévoit une unité de méthanation puis d’injection dans le réseau.
• En Provence-Alpes-Côte d’Azur, avec le projet Jupiter 1000, premier démonstrateur industriel de Power-to-Gas combiné à la méthanation pour le stockage d’électricité renouvelable sous forme d’hydrogène ou de méthane dans le réseau gazier.
Fournisseurs chaîne de valeur
Dans le sillage des projets structurants cités précédemment, une industrie des composants spécialisés de la chaîne de valeur hydrogène commence à émerger avec des PME et ETI qui se diversifient sur ce marché. Les besoins en savoir-faire de robinetterie, chaudronnerie, tuyauterie, électronique, composites sont nombreux. Les exigences particulières de mise en œuvre de l’hydrogène (pressions élevées, cryogénie, étanchéité…) exigent des expertises très pointues dans la conception et la fabrication de ces composants souvent peu visibles mais essentiels. Les savoir-faire acquis par les PME françaises dans le nucléaire, l’aéronautique, l’oil and gaz, la santé, l’automobile sont tout à fait valorisables et pertinents dans l’univers de l’hydrogène. Certaines de ces entreprises ont déjà une notoriété internationale ; la visibilité au-delà des frontières est un enjeu pour tous ces fournisseurs de composants stratégiques.
Image ci-dessus : Hyport déployé sur les aéroports de Toulouse et de Tarbes. © Hyport ′
