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La filière hydrogène-piles à combustible

à l’appui de la transition énergétique pour les villes et les régions

Depuis dix ans l’entreprise conjointe sur les piles à combustible et l’hydrogène (FCH JU), un partenariat européen public-privé entre l’industrie, la recherche scientifique et la Commission européenne, a mené des innovations dans le champ de la technologie des piles à combustible et de l’hydrogène. Au vu de ses applications variées, allant du transport propre au stockage de l’énergie, le développement de l’hydrogène « vert », produit grâce aux énergies renouvelables breprésente un potentiel énorme pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre. L’hydrogène pourrait devenir un élément clef de la stratégie de décarbonisation des collectivités locales et régionales.

 

 

La mobilité hydrogène
Le secteur du transport est dépendant du pétrole pour plus de 94 % de ses besoins énergétiques. De plus, il est le seul secteur important pour lequel le niveau d’émissions d’aujourd’hui est bien au-dessus du niveau de 1990. La décarbonatation du transport représente donc un énorme défi d’actualité. C’est pourquoi, le transport à faibles émissions de carbone, grâce à l’hydrogène, est abordé par plusieurs des projets financés par le FCH JU, dont H2ME, une démonstration ambitieuse à échelle européenne de la fiabilité des véhicules à hydrogènes sur le terrain.

Cofinancé par le FCH JU (€ 67 millions sur € 167 millions au total) via le programme cadre de recherche et innovation H2020, le projet H2ME apporte les avantages de l’hydrogène aux citoyens en ajoutant 49 nouvelles stations à hydrogène à travers dix pays. Dans le cadre du projet, plus de 1400 véhicules électriques (voitures de tourisme et camionnettes) fonctionnant grâce à une pile à hydrogène seront mis en route Les véhicules à pile à combustible possèdent une autonomie et une vitesse de recharge comparable aux voitures à moteur à combustion interne, avec les avantages d’une réduction de pollution atmosphérique et de bruit.

La coordinatrice du projet H2ME, Lisa Ruf, considère les régions et les villes comme les acteurs principaux des investissements de la filière hydrogène : « Les autorités locales et régionales, s’engagent et montrent leur volonté à soutenir le déploiement de la mobilité hydrogène: non seulement sur le plan financier, mais aussi en mettant en place une stratégie locale/régionale et une plateforme d’échange entre les acteurs locaux. »

 

Déploiement des véhicules à pile à hydrogène et stations à hydrogène

 

Le potentiel de l’hydrogène vert
L’utilisation de l’hydrogène conventionnel comme carburant dans les voitures diminue déjà de 20 % les émissions de gaz à effet de serre par rapport aux véhicules à moteur à combustion interne. Cependant, l’utilisation de l’hydrogène « vert » produit des énergies renouvelables, entraîne un transport sans émissions. En plus, l’hydrogène vert offre une solution de stockage pour les surplus d’électricité produit par les sources d’énergies renouvelables intermittentes (solaire, éolienne).

Plus on produit d’énergie renouvelable, plus la demande du marché pour le stockage énergétique s’accroît. Le FCH JU a déjà commencé à affecter des ressources importantes à l’amélioration du processus d’électrolyse, qui sert à produire l’hydrogène vert. Trente des 43 projets du FCH JU dédiés à la production de l’hydrogène soutiennent le développement d’électrolyseurs pour des applications énergétiques afin de maximiser l’énorme potentiel de l’hydrogène vert à décarboniser non seulement le secteur du transport, mais aussi les secteurs de l’industrie et du chauffage, et à contribuer ainsi au paquet législatif « Énergie propre » (UE, 2016) et ses objectifs en matière du stockage énergétique et d’intégration sectorielle.

 

Un système énergétique à base d’hydrogène dans les îles Orkney © BIG HIT

La transition énergétique en action: Royaume Uni, Belgique, Danemark, Italie

Afin d’exploiter les différentes applications de la technologie des piles à combustible et de l’hydrogène, le projet BIG HIT, cofinancé par leFCH JU (€ 5 millions sur € 7.25 millions) étudie la création d’un territoire à hydrogène dans les Iles Orkney reproductible ailleurs. En convertissant l’énergie excédentaire produite de sources renouvelables (marée et vagues) en hydrogène, qui servira au chauffage des bâtiments ainsi qu’à la recharge en hydrogène d’une dizaine de camionnettes, le projet démontrera pour la première fois un modèle entièrement intégré de la production, du stockage, du transport et de l’utilisation de l’hydrogène dans le cadre des systèmes énergétiques pour ces îles éloignées.

Un autre projet soutenu par le FCH JU et récemment arrivé à terme, Don Quichote, a testé la viabilité commerciale d’un système de stockage à hydrogène intégré avec une station de distribution en Belgique. L’hydrogène est produit par l’énergie solaire et éolienne, et sert à approvisionner des chariots de manutention dans un entrepôt/hypermarché ainsi que des voitures à hydrogène.

 

Système de stockage à hydrogène intégré avec une station de distribution © WaterstofNet VZW, 2018

 

Le projet HyBalance au Danemark (€ 8 millions du FCH JU sur € 15 millions au total) accélère le développement d’un réseau de transport propre en produisant de l’hydrogène par le biais de sources renouvelables, destiné à l’industrie légère et aux véhicules à pile à combustible. Le projet DEMOSOFC (€ 4,2 millions de la FCH JU sur € 5,9 millions au total) a testé une installation de biogaz à pile à combustible qui convertit le biogaz produit du traitement des eaux usées en électricité et en énergie thermique, ce qui a un potentiel de réplication énorme: le projet a estimé que 90 % des stations d’épuration des eaux usées en Europe – plus de 26.889 stations – pourrait utiliser la même technologie, produisant ainsi de la nouvelle énergie d’un sous-produit de l’épuration des eaux usées.

 

HyBalance: Unité produisant de l’hydrogène par le biais de sources renouvelables ©FCH JU

 

Le rôle des collectivités régionales et des villes
L’accord récent sur le règlement de la gouvernance de l’Union de l’énergie souligne le rôle des collectivités locales dans la transition énergétique, avec la contribution prévue des collectivités locales et régionales aux plans nationaux en matière d’énergie et de climat pour 2030.

Depuis 2017, le FCH JU travaille avec 90 collectivités locales et régionales, aux niveaux municipaux et régionaux, qui représentent ensemble environ un quart de la population européenne et du PIB. Pour promouvoir l’utilisation de la technologie des piles à combustible et de l’hydrogène par les collectivités locales et régionales, le FCH JU a créé une plateforme pour faciliter l’échange des dernières informations concernant la technologie hydrogène et elle a aussi effectué une étude qui prévoit un investissement de € 8 milliards par les secteurs privé et public dans les cinq années à venir dans des projets de déploiement des piles à combustible et de l’hydrogène.

La dernière étude de l’entreprise commune FCH : « Piles à combustible et Hydrogène au service de l’énergie verte dans les villes et régions d’Europe » démontre, entre autres, que :

  • Les régions et les villes européennes doivent agir dès maintenant pour atteindre leurs objectifs de réduction des émissions et améliorer la qualité de l’air local.
  • Investir dans la technologie des piles à combustible et de l’hydrogène est rentable pour les villes et les régions car il s’agit d’une solution mature, sûre et compétitive à zéro émission pour tous leurs besoins en énergie.
  • Les régions et les villes peuvent tirer profit d’investissements dans l’hydrogène et les piles à combustible non seulement en termes environnementaux, mais aussi en stimulant la croissance économique locale et en créant des lieux de vie, de travail et de visite attrayants.
  • L’initiative Régions et Villes offre une occasion unique de tirer parti des connaissances existantes, de tirer parti de l’aide au développement de projets et de l’assistance financière pour réaliser ses propres projets de déploiement de FCH.
  • Pour permettre la réalisation des plans de déploiement FCH envisagés des régions et des villes, un soutien continu sera nécessaire pour les projets individuels ainsi que pour la coalition dans son ensemble.

 

Représentants des régions ont signé le Mémorandum ©FCH JU

 

Pour en savoir davantage, découvrez l’initiative de la FCH JU pour les collectivités locales et régionales.

 

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