Hydrogène décarboné : les Hauts-de-France, toujours dans la course

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(Crédits : Reuters)
Le territoire le plus émetteur de CO2 de France (avec 15 millions de tonnes par an) compte bien devenir le leader de la décarbonation industrielle, et servir d'exemple au territoire national. Belle promesse ou perspective envisageable ?

Dans son ambition écologique, la région Hauts-de-France présente plusieurs atouts pour mener la bataille de l'hydrogène vert, secteur phare du plan de relance de l'économie. D'abord, elle produit déjà un certain volume d'énergie, et notamment de l'électricité verte via les éoliennes (360 parcs et 1.800 mâts produisant plus du quart de la puissance française) et sa centrale nucléaire de Gravelines près de Dunkerque. Un préalable nécessaire pour apporter de l'énergie « verte » dans le processus de production de l'hydrogène. Ensuite, la région abrite un certain nombre de grands groupes industriels gourmands en énergie, qui ont bien compris l'intérêt de recourir à une énergie décarbonée. Elle possède d'ailleurs encore un gazoduc de 240 kilomètres, jadis exploité par Air Liquide, qui traverse une grande partie du Nord vers la Belgique et les Pays-Bas, reliant près de 14 sites industriels des secteurs de la chimie, pétrochimie et gaz dans la région.

Rev3, troisième révolution industrielle

Mais est-ce suffisant pour arriver premier dans la course folle à l'hydrogène lancée depuis quelques années ? Le Nord-Pas-de-Calais a mis, depuis 2013, l'hydrogène au cœur de ses priorités, avec le mouvement Rev3, visant à accélérer la transition écologique en provoquant une troisième révolution industrielle.

Quelques expérimentations très avant-gardistes ont été menées. Comme le lancement en juin 2018 de l'expérimentation GRHYD (Gestion des Réseaux par l'injection d'Hydrogène pour Décarboner les énergies) dans le Dunkerquois, présenté comme le démonstrateur pionnier du « power to gas » en France. Avec onze partenaires, Engie a ainsi testé en grandeur nature l'injection d'hydrogène dans le réseau de gaz naturel du territoire pour répondre aux besoins de chauffage, cuisson et eau chaude sanitaire des habitants d'un nouveau quartier de Cappelle-la-Grande, près de Dunkerque. Le projet a pris fin il y a un an : d'après le document de bilan, il a permis de prouver la faisabilité, confirmant la bonne acceptabilité de ce nouveau gaz GHH2 et obtenant les premières autorisations administratives.

Un mélange baptisé Hythiane devait aussi alimenter deux bus urbains mais a buté sur une question réglementaire. Le projet n'a pas embrayé sur une deuxième phase : « Le projet GRHYD prépare une suite, qui abordera la commercialisation et l'industrialisation sur un périmètre plus étendu », conclut laconiquement la synthèse de fin de projet.

Autre première nationale, dans le Pas-de-Calais cette fois, la mise en service en 2019 de six bus à hydrogène à Bruay-la-Buissière. Le syndicat mixte a étrenné une technologie jusqu'ici jamais testée sur du transport public et a essuyé quelques plâtres : le mariage a parfois été compliqué entre les piles à combustible Michelin et les bus construits par Safra et Symbio. Sur ce même territoire, a été inaugurée la première station hydrogène française dédiée aux bus. La technologie est 100% française avec Engie Cofely (via sa filiale GNVert) ainsi que McPhy pour la construction et la maintenance de la station hydrogène.

« L'hydrogène, ce n'est pas non plus la molécule miracle, en tout cas, pas aujourd'hui », résume Jean Gravellier, directeur général de Pôle Energie. « A Houdain, la mise en place des bus à hydrogène a été extrêmement subventionnée, le projet reste très cher rapporté à la tonne de CO2 évitée. C'est pourquoi le syndicat mixte cherche des synergies avec des acteurs privés ou publics. Ils réfléchissent actuellement à alimenter les ramassages des ordures par exemple ».

Le Syndicat Mixte Artois Valorisation (SMAV), service de collecte d'ordures ménagères à Arras, souhaitait, avec T'Air Energy, de produire de l'hydrogène par « pyrogazéification » pour alimenter son réseau de transport public. Techniquement, dans les grandes lignes, les déchets qui brûlent permettaient de faire chauffer de l'eau, qui devient vapeur et qui produit alors de l'électricité par thermolyse. Le projet n'a finalement jamais abouti.

Début 2018, parmi les dix grands projets structurants avancés par Rev3, figurait la proposition d'un train à hydrogène, idée qui tombait sous le sens, dans une région qui abrite des constructeurs comme Alstom, Siemens et Bombardier et à l'heure où Alstom venait de vendre en Basse Saxe 14 trains régionaux fonctionnant à l'hydrogène... Si les régions Auvergne-Rhône-Alpes, Grand Est, Occitanie et Bourgogne-Franche-Comté ont confirmé leur choix, les Hauts-de-France n'ont toujours pas sauté le pas.

Car, comme partout ailleurs, c'est bien le prix de production de l'hydrogène vert qui aujourd'hui pose problème.

« Un projet basique de mobilité à l'hydrogène vert n'est pas rentable : l'hydrogène vaporéformée à partir du méthane va coûter 1,50 euro le kilo quand celle sortant d'un électrolyseur alimenté avec de l'électricité verte revient à 9 euros », résume Jean Gravellier.

Sans oublier que le prix du matériel roulant, largement plus élevé : 250.000 euros pour un bus diesel qui rejette 90 tonnes de CO2 par an contre 615.000 euros pour un véhicule à l'hydrogène. C'est pourquoi le syndicat étudie des pistes de mutualisation avec d'autres acteurs, comme le ramassage des ordures par exemple.

Encore avant, en 2015, le pôle Énergie 2020 (rebaptisé depuis Pôlénergie Hauts-de-France), situé à Dunkerque et soutenu par l'Agence de la transition écologique ADEME, la Communauté Urbaine de Dunkerque et le conseil régional ex-Nord-Pas-de-Calais, a lancé une étude intitulée « la Route de l'hydrogène » destinée à proposer un premier maillage territorial. Mais les stations préconisées n'ont jamais vu le jour. « Cette étude a eu un impact au niveau des communes consultées et les interlocuteurs rencontrés », note un rapport du conseil régional.

Le soutien public à l'hydrogène reste nécessaire

En attendant que la région puisse industrialiser la production pour la rendre plus rentable, le soutien public à l'hydrogène reste nécessaire. Fin 2019, le conseil régional a donc voté une feuille de route « ambitieuse », bien décidé à devenir un acteur d'importance de l'hydrogène décarboné en France et en Europe, notamment dans les domaines de l'industrie, la mobilité et aussi le bâtiment.

Convaincu du potentiel de l'hydrogène pour réduire les émissions de CO2 dans l'industrie et les transports et des perspectives de création d'emplois, le conseil régional souhaite développer « une filière hydrogène intégrant une chaîne complète de production, de conditionnement, de distribution et de valorisation d'hydrogène 100% d'origine renouvelable dans des applications finales ». Sans oublier la question du stockage, de l'énergie comme du CO2.

« L'hydrogène a du sens dans les projets de mobilité lourde comme l'avion, le train ou le bateau, comme le confirme la stratégie nationale », analyse Jean Gravellier du Pôlénergie.

« Etant donné le secteur automobile semble aujourd'hui préférer l'électrique, la dernière piste viable économiquement pour utiliser l'hydrogène, c'est le besoin immense de décarbonation de l'industrie implantée en région, notamment dans le Dunkerquois ».

Plusieurs projets d'envergure, à visée industrielle, sont donc actuellement en cours de développement, essentiellement à Dunkerque. Parmi eux, le projet H2V Industry, qui vise à produire massivement de l'hydrogène vert sur la zone du Grand Port Maritime, moyennant un investissement de 500 millions d'euros. L'industriel va mettre en service une usine d'une capacité de 28.000 à 30.000 tonnes d'hydrogène par an à l'horizon 2022.

Arcelor Mittal, qui veut produire de l'acier vert, prévoit la construction d'une usine Direct Reduced Iron (DRI) qui, à l'instar de ses expérimentations d'Hambourg en Allemagne, fonctionnera à l'hydrogène. L'objectif est d'atteindre 600.000 à 700.000 tonnes en 2022 sur les 6 millions actuellement produites par Dunkerque.

Du côté de la centrale électrique thermique d'Engie DK6, C2Fuel utilisant déjà les gaz sidérurgiques d'ArcelorMittal, il s'agirait cette fois d'utiliser l'électricité de DK6 pour produire de l'hydrogène, qui sera combiné avec du CO2 pour produire des molécules valorisables dans le carburant du transport maritime et des camions.

Les développements pour le transport ne sont pas pour autant abandonnés. Le projet H²DF souhaite produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau pour le distribuer aux bus, véhicules utilitaires légers ou sanitaires voire même chariots élévateurs. Dans le cadre d'un appel à projets « Territoires Hydrogène », les industriels Michelin, Engie, Saint-Gobain (Auchan étant également associé), le pôle Énergie 2020, le conseil régional ainsi que les communautés territoriales de Lille, Douai et Dunkerque ont été labellisés pour un projet collaboratif. L'objectif est d'installer, sur des sites industriels, des solutions d'hydrogène par électrolyse (elle-même alimenté par de l'électricité renouvelable). La société de projet sera ensuite chargée de vendre l'hydrogène, aux industriels, aux transporteurs et au grand public.

Autre perspective sérieuse pour 2023, un cluster VERT (Valorisation Énergétique des Ressources du Territoire), porté par la Communauté de communes Somme Sud-Ouest (CC2SO) est en train de tenter de produire de l'hydrogène à partir des éoliennes du secteur. L'électrolyseur sera directement branché aux éoliennes. D'ici 2030, il pourrait être possible de produire 2,4 tonnes par jour. Ce qui équivaut à la consommation d'environ 2 000 véhicules utilitaires légers ou d'une centaine de bus.

L'hydrogène n'étant pas à proprement parler une énergie mais un vecteur énergétique provenant toujours d'une autre énergie, les Hauts-de-France devront comme ailleurs reconstruire l'ensemble de l'éco-système, en commençant par l'électricité décarbonée. Dunkerque, avec son besoin accru en décarbonation, de par la présence de nombreux industriels, possède en tout cas aujourd'hui plus que atouts pour devenir un hub majeur de la décarbonation en France.

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