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Étude prospective Développons l’Hydrogène pour l’économie française Cette étude

Étude prospective Développons l’Hydrogène pour l’économie française Cette étude apporte une perspective sur le système énergétique français dans le cadre de la Stratégie Nationale Bas Carbone, la Programmation pluriannuelle de l’énergie 2018. Il contribue à l’établissement de la feuille de route française de l’hydrogène demandée par le Ministre de la Transition écologique et solidaire. Ont participé à cette étude prospective l’AFHYPAC, Air Liquide S.A., Alstom, le CEA, EDF , Engie S.A., Groupe Michelin, Hyundai Motor Company France, Plastic Omnium, SNCF, Total S.A., Toyota Motor Europe, France. McKinsey & Company a apporté son concours analytique pour établir les quantiﬁcations et projections. L es technologies de l’hydrogène décarboné et des piles à combustible pourraient être des contributeurs majeurs pour la réalisation des objectifs ambitieux de décarbonation que la France s’est ﬁxés et ouvrent de réelles perspectives de croissance écologique pour l’industrie française. Dans cette approche holistique du potentiel que représente aujourd’hui l’hydrogène en France, ce rapport présente une vision ambitieuse mais réaliste. Dix entreprises représentant l’ensemble de la chaîne de valeur de l’hydrogène, ainsi que l’Association française pour l’hydrogène et les piles à combustible (AFHYPAC) et le CEA ont participé à cette étude. A l’horizon 2050 l’hydrogène décarboné pourrait répondre à 20 % de la demande d’énergie ﬁnale et pourrait réduire les émissions annuelles de CO2 de ~55 millions de tonnes, soit l’équivalent d’un tiers des réductions supplémentaires de CO2 à réaliser pour combler l’écart entre les objectifs de décarbonation de la France (Plan Climat) et le scénario de référence actuel1. L’hydrogène décarboné et les piles à combustible permettraient également de créer une industrie à part entière qui, en 2030, représenterait un chiffre d’affaires d’environ 8,5 Md€, pour plus de 40 000 emplois, et compenserait les éventuelles pertes d’emplois qui pèsent aujourd’hui notamment sur le secteur de l’automobile. En 2050, ce chiffre pourrait atteindre 40 milliards d’euros et plus de 150 000 employés. syn 3 Mettre en œuvre cette vision placerait la France dans le peloton des pays déjà actifs dans le développement de l’hydrogène et des piles à combustible et lui offrirait de nouvelles opportunités économiques sur les marchés de l’hydrogène en expansion (Europe, Chine, Japon, Corée, etc.). Compte tenu des atouts majeurs dont dispose la France, tant en matière de production d’hydrogène et de fabrication des équipements liés, que du point de vue des composants et matériaux spécialisés, l’hydrogène pourrait ouvrir des opportunités à l’exportation de l’ordre de 6,5 Md€ d’ici 2030. La réalisation de cette vision ambitieuse exige néanmoins que les industriels et le gouvernement intensiﬁent leurs efforts pour accélérer le déploiement général des solutions hydrogène. Au cours des dix prochaines années, environ 8 Md€ pourraient être investis sur l’ensemble de la chaîne de valeur (environ 800 M€ par an, soit 2,5 % de l’investis- sement global de la France dans la décarbonation2) si les conditions de leur déblocage étaient réunies. Ces investissements pourraient alors permettre de déclen- cher les actions nécessaires en vue de franchir les jalons suivants sur les 10 prochaines années (d’ici 2028) : • Dans le secteur des transports : 400 stations à hydrogène de différentes tailles et 200 000 véhicules électriques à pile à combustible, avec un déploiement anticipé dans les transports publics (ex. autobus et trains) et les ﬂottes de taxis et de véhicules utilitaires. • Dans le secteur du bâtiment : production d’hydrogène à injecter dans le réseau de gaz naturel, pour un total équivalent à 0,5 à 1 % de la demande de gaz de ce secteur. • Dans le secteur de l’industrie : premières utilisations de l’hydrogène décarboné dans le cadre de projets de démonstration de grande échelle portant sur l’application de l’hydrogène à la production de chaleur et comme matière première pour l’industrie (industries chimique et sidérurgique) • Augmentation de la capacité d’électrolyse, pour la porter à 0,8 - 1 GW La réalisation de cette vision nécessite d’établir un cadre réglementaire adapté et équitable incluant une coordination entre industriels, pouvoirs publics, secteur ﬁnancier et instituts de recherche, et des politiques incitatives à long terme. L’hydrogène décarboné représente un potentiel important : son large développement et sa compétitivité exigent un soutien adapté, tout comme pour les autres technologies émergentes. Cette étude n’a pas pour ambition de présenter l’hydrogène comme l’unique solution pour réussir la transition énergétique, mais comme l’une des composantes clés pour contribuer à la décarbonation de la France tout en offrant des perspectives signiﬁcatives de croissance économique. thèse 1/EU RTS scenario – 2/D’après une estimation d’I4CE – Institute for Climate Economics, l’investissement de la France dans la décarbonation s’est élevé en 2016 à environ 32 Md€, ceci comprend les investissements dans l’efﬁcacité énergétique, le développement des énergies renouvelables et la construction d’infrastructures de transport et de réseau durables. 4 5 L’hydrogène est un pilier majeur de la réussite de la transition énergétique en France D ans le cadre de l’Accord de Paris sur le climat, la France s’est engagée à limiter le réchauffement climatique maximal à 2°C par rapport aux niveaux préindustriels. Dans ce contexte, la France s’est ﬁxée pour objectif de réduire ses émissions de CO2 pour passer de 310 Mt en 2015 à environ 90 Mt en 2050. Elle peut y parvenir en tirant parti de ses atouts : mix électrique déjà très décarboné - l’électricité ne représente en France que 7% des émissions de CO2 contre 30% pour la moyenne de l’UE -, développement de l’efﬁcacité énergétique, investissements R&D déjà très engagés dans des ﬁlières prometteuses comme le captage/ séquestration du CO2 et les biocarburants ; ces atouts permettront d’assurer la décarbonation d’usages actuellement carbonés. Réaliser une transition du système énergétique aussi massive nécessite d’employer une série de technologies différentes. La production d’hydrogène peut être décarbonée, par exemple en combinant le vaporéformage et le captage et la séquestration du carbone, en utilisant le biométhane, ou l’électrolyse de l’eau à partir d’électricité décarbonée. L’hydrogène devient renouvelable s’il est produit en utilisant l’électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable. Les caractéristiques de polyvalence, de pureté et de sécurité de l’hydrogène peuvent contribuer à la transition sur l’ensemble de la chaîne de valeur de l’énergie. L’hydrogène permet notamment de “décarboner” les secteurs des transports, du bâtiment et l’industrie, où il cohabitera avec d’autres technologies, telles que l’électricité fournie par le réseau et par les batteries et le biogaz. On peut en outre le combiner à des émissions de CO2 préalablement captées pour produire une matière première renouvelable pour l’industrie chimique et créer ainsi un moyen viable de recyclage du carbone. Enﬁn, l’hydrogène peut contribuer au déploiement des énergies renouvelables par la conversion et le stockage de l’électricité renouvelable, par la distribution de cette électricité au plan national et international et par la constitution de réserves d’énergies. La transition énergétique présente aussi un certain nombre de déﬁs pour l’industrie française. Les constructeurs et les équipementiers automobiles en France représentent aujourd’hui un chiffre d’affaires de plus de 100 milliards d’euros et emploient quelque 225 000 personnes. Le développement de la société de l’hydrogène peut être source de création de nouvelles mobilités qui s’inscrivent dans un mix énergétique répondant aux enjeux français de société décarbonée. Développer les équipements hydrogène pour le marché domestique et international contribuerait à pérenniser la création de valeur et d’emplois dans ces secteurs. Les entreprises françaises sont en effet déjà leaders dans le développement d’équipements et de matériaux spéciﬁques pour véhicules à pile à combustible, dans la production et la distribution de l’hydrogène et dans le développement des équipements nécessaires à la production et à la distribution de l’hydrogène. contexte 6 Figure 1 : L’hydrogène décarboné peut jouer 7 rôles dans la transition énergétique Cette étude présente une vision ambitieuse, mais réaliste, du rôle que pourrait jouer l’hydrogène au sein du système énergétique français. Cette vision s’appuie sur des technologies dont la capacité de fonctionnement a déjà été démontrée dans la pratique et envisage leur déploiement à grande échelle. Elle reconnait que l’hydrogène n’est pas le seul vecteur énergétique décarboné, mais considère les technologies de l’hydrogène comme une composante incontournable du portefeuille de technologies à faible intensité en carbone, dans certains secteurs, dont la France a besoin pour atteindre ses objectifs de décarbonation. Cette vision exige néanmoins que tous les acteurs, qu’ils soient publics ou privés, intensiﬁent leurs efforts pour faire avancer la transition énergétique et pour accélérer le déploiement à grande échelle de solutions hydrogène leur permettant de devenir compétitives. 7 3/Fuell Cell Electric Vehicle contexte MÉTHODOLOGIE Dans l’optique d’établir une vision Hydrogène exhaustive et quantiﬁée pour la France, la présente étude s’est appuyée sur trois sources principales : • Un modèle de système énergétique, fondé sur les scénarios de l’ADEME et de RTE compatibles avec celui du Plan Climat (scénario à 2° Celsius), complété par les données de SoeS, STATISTA, IHS, BP , CEPS, World Steel et AFHYPAC. • Des taux d’adoption de l’hydrogène et des piles à combustible issus de la feuille de route pour l’hydrogène élaborée par l’Hydrogen Council. L’Hydrogen Council, un consortium de 18 grandes entreprises actives tout au long de la chaîne de valeur de l’hydrogène, a mené une étude sur uploads/Industriel/ afhypac-etude-h2-fce-vdef.pdf