Région d’hydrogène : l’enquête CCI

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        ′