Les nombreuses initiatives en faveur de l’économie-hydrogène à travers le monde, notamment axée sur le développement de la mobilité hydrogène, peuvent donner l’impression que nous sommes actuellement arrivés à un point d’inflexion au-delà duquel l’économie-hydrogène va rapidement se développer. Cependant la production et les nouvelles applications de l’hydrogène vert se heurtent à des obstacles significatifs : 

  • L’infrastructure de production, de stockage et de distribution d’hydrogène vert reste très largement à construire (1).
  • Le prix d’acquisition des PAC est élevé (notamment en raison de l’utilisation de platine) et rend les applications de l’hydrogène peu compétitives.
  • Le prix au kilomètre parcouru de l’hydrogène vert est environ huit fois supérieur à celui de l’électricité.
  • Les objections systémiques basées sur l’efficience énergétique peuvent conduire à réduire le rôle de l’hydrogène dans la transition énergétique.

Dans ce qui suit je vais m’appuyer sur la clé d’analyse de l’organisation ouverte développée par Presans pour comprendre comment ces obstacles peuvent être surmontés. Cet article complète notre fiche consacrée aux technologies basées sur l’hydrogène.

 

1. Stratégie de plateforme : tout est à construire

L’infrastructure de l’économie-hydrogène est la plateforme industrielle dont les applications de l’hydrogène ont besoin pour pouvoir se développer. Elles ne peuvent pas se greffer sur les infrastructures existantes, ni sur celles destinées aux batteries électriques. 

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Le développement de cette infrastructure représente des investissements lourds sur une période de l’ordre d’une dizaine d’années. Dans le contexte actuel d’expérimentation ou de démarrage, les investissements ciblent surtout des niches. C’est le cas pour la mobilité, où les voitures à l’hydrogène sont déployées dans des flottes captives, c’est-à-dire soumises à une routine professionnelle au sein d’un petit périmètre.

La stratégie d’infrastructure de l’hydrogène doit également déterminer le bon compromis entre centralisation et décentralisation de la production. Les gros électrolyseurs sont plus efficients, mais l’un des intérêts des énergies renouvelables réside dans leur caractère décentralisé. De plus, une production centralisée entraîne des coûts de transport de l’hydrogène.

 

2. Mission inspirante : un récit encore flou

La vision de l’économie-hydrogène (2), voire de la civilisation hydrogène, s’inscrit aujourd’hui dans le cadre politique multilatéral de la protection de l’environnement naturel et de la transition énergétique vers un système bas carbone. Cette vision peut contribuer à la tonalité optimiste du récit collectif associé à l’agenda industriel de la décarbonation. 

Cependant l’hydrogène comme vecteur d’énergie se trouve en rivalité avec les batteries lithium-ion. L’argument des partisans des batteries est celui de l’efficience énergétique insuffisante de l’économie-hydrogène. L’argument pro-hydrogène consiste au fond à dire que les énergies renouvelables sont gratuites, hors coût d’investissement et de maintenance, et qu’il peut être rationnel d’intégrer de manière judicieuse des électrolyseurs dans le réseau électrique, même si leur rendement énergétique est inférieur à celui des batteries lithium-ion. A cet argument de base en faveur de la diversité et des approches hybrides des vecteurs d’énergie s’ajoutent des arguments de circonstance. L’hydrogène présente ainsi des avantages pratiques par rapport aux batteries électriques, notamment celui de la rapidité du remplissage du réservoir d’un véhicule. Le stockage de l’hydrogène n’est pas soumis au problème de la décharge des batteries (les batteries se déchargent toutes seules). L’utilisation de PAC favorise les applications de mobilité lourde, où l’avantage de la haute densité énergétique de l’hydrogène peut pleinement s’exprimer.

Dans l’ensemble, la passion qui sous-tend la vision de l’économie-hydrogène est réelle, mais le récit collectif associé à cette vision reste encore trop flou pour compenser le manque de compétitivité des nouvelles applications de l’hydrogène. Chacun peut immédiatement constater que ce sont aujourd’hui les batteries lithium-ion qui dominent massivement le marché de la voiture électrique. Il convient aussi de noter que diverses tentatives locales de lancer l’économie-hydrogène ont abouti à des échecs, notamment en Californie dans les années 2000. 

D’un point de vue institutionnel, les partisans de l’économie-hydrogène, qu’il s’agisse de leaders ou de suiveurs, sont regroupés au niveau mondial dans le Hydrogen Council créé en marge du sommet de Davos de 2017. En France, c’est l’AFHYPAC qui regroupe depuis une vingtaine d’années les acteurs industriels et universitaires de l’hydrogène : une période ponctuées de rapports, d’études, de débats et de lois sur le rôle de l’hydrogène dans la politique énergétique, et la transition énergétique en particulier, couronnée par le Plan national hydrogène lancé le 1er juin 2018. La guerre des récits systémiques entre l’hydrogène et la batterie électrique est loin d’être terminée.

 

3. Talents à la demande & écosystème : une industrie organisée pour innover

L’innovation dans le domaine de l’hydrogène est le résultat d’un effort de longue durée impliquant une multitude d’acteurs de la recherche et du monde de l’industrie, distribuées globalement. Comme le montre le livre Innovation Intelligence, l’un des leaders dans le domaine de l’hydrogène, Air Liquide, est aussi un pionnier en matière d’organisation de l’innovation. 

C’est l’agenda industriel de la réduction des émissions de CO2 qui apporte un point focal permettant aux acteurs de cet écosystème de se coordonner entre eux et avec le reste du système industriel.

 

4. Data-driven : modéliser la complexité

Les data jouent un rôle clé dans le développement de l’économie-hydrogène, et ce pour deux raisons : 

  • L’industrialisation des applications  s’appuie sur les données d’usage collectées sur les prototypes.
  • Les nouvelles applications de l’hydrogène sont conçues pour être connectées et intelligentes. En particulier, la gestion des sur-capacités des générateurs d’énergie renouvelable implique une grande sophistication en vue de maximiser l’efficience du processus.
  • De manière générale, les calculs d’efficience énergétique, de rentabilité économique, mais aussi ceux associés au recyclage, à la pollution engendrée par l’ensemble de la chaîne industrielle de l’hydrogène et à la gestion de la sécurité de cette chaîne exigent des capacités de modélisation complexe de plus en plus poussées. 

La guerre des récits systémiques entre mobilité hydrogène et mobilité batterie électrique se déroule aussi sur le terrain des données.

 

5. User-centric & Functional : les applications de l’hydrogène comme service

Les organisations industrielles cherchent de plus en plus à généraliser des modèles économiques basés sur la servicisation et la fonctionnalisation. Le coût élevé des nouvelles applications de l’hydrogène favorise à lui seul le recours à ce type de modèle économique. Ainsi, dans le domaine de la mobilité, un scénario d’avenir plausible serait que Flixmobility finisse par louer aux opérateurs de lignes des autocars à hydrogène, co-développés avec la PME Freudenberg Sealing Technologies… de quoi rendre la guerre avec Blablacar encore plus intéressante.

 

Conclusion

L’hydrogène est connu pour la grande facilité avec laquelle il s’échappe par les moindres failles d’un espace confinant. Cela me suggère une analogie avec la grande variété de contextes où il joue déjà, ou pourrait bien à l’avenir jouer un rôle clé. L’hydrogène s’insinue ainsi par toutes sortes de voies, et  surgit parfois de manière surprenante, dans l’agenda industriel de notre époque. Non pas pour jouer un rôle subalterne, mais bien pour fournir au système énergétique décarboné de l’avenir un vecteur universel.

 

(1) La législation qui permettrait d’encadrer le déploiement de l’économie-hydrogène fait également défaut à l’heure actuelle. Les normes actuelles sont seulement conçues pour encadrer les applications industrielles.

(2) Cette vision est évoquée dans l’entretien que François Darchis, Senior Vice President, Innovation & Development et membre du COMEX d’Air Liquide a accordé récemment à Presans. Elle est développée dans ce document.