Transcript ADEME 19 décembre

Demi journée sur l’hydrogène
Palais du Luxembourg
19 décembre 2011
Daniel Clément
Directeur scientifique adjoint
Contexte
• La France depuis le Grenelle de l’environnement a consenti
des efforts importants et a mandaté l’ADEME pour
développer des technologies énergétiques « low carbon »:
– Le fonds démonstrateur de recherche doté de 400 M€ (2008-2009)
– Les investissements d’avenir (2,85 G€)
• Les feuilles de route stratégiques ont été un des principaux
outils pour construire la programmation et définir les
priorités pour la mise en oeuvre de ces budgets
exceptionnels
Les feuilles de route stratégiques
• Objectifs d’une Feuille de Route (FdR) :
– S’accorder sur les enjeux
– Participer à la création de visions partagées
– Identifier des priorités de R&D et des besoins en terme de
démonstration
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Méthode
– Travail de concertation : 30 experts et acteurs du domaine
regroupés au sein de la plate-forme HyPaC (chercheurs,
industriels, PME, collectivités)
– Publication avril 2011
• Un exercice FdR H2 et PAC parmi plus de 20 autres …
Plan d’une feuille de route
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Champ thématique
Les enjeux
Paramètres clés
Visions 2050
Verrous et leviers
Visions et objectifs 2020
Priorités R&D et besoins démonstrateurs
Champ thématique
• Objets de la FdR : Hydrogène – énergie et Piles à
combustible
• Technologies liées et indépendantes
• L’hydrogène industriel : filière connexe
• Applications visées :
– Stationnaires (bâtiment, industrie, réseaux)
– Mobiles (GNV, véhicules PàC seule ou hybridée)
– de niche ou précoces (alimentations nomades, secours,
manutention…)
Cinq enjeux énergétiques et
environnementaux (les 2 premiers)
• Contribuer à préserver les ressources en favorisant la
valorisation des EnR
Moyen de stockage, de transport, de distribution et d’utilisation
des énergies renouvelables diffuses et intermittentes
• Participer à la réduction des émissions CO2 dans les
usages diffus
les bénéfices dépendent de l’efficacité
de l’ensemble de la chaîne H2
Cinq enjeux énergétiques et
environnementaux (les 3 suivants)
• Accompagner l’évolution des réseaux énergétiques
Gestion des intermittences électriques, interconnexions réseaux
électrique et gaz
• Réduire les nuisances liées aux usages énergétiques en
milieu urbain
Véhicules sans émissions de particules, de NOx de COV
• Contribuer à l’amélioration de l’efficacité énergétique
dans le domaine des bâtiments
Production d’électricité décentralisée à haut rendement par les
piles
Paramètres clés (1/2)
• Type de production de l’hydrogène : centralisée vs
décentralisée
– Centralisée : Vaporéformage + CSCV ; électrolyse
adossée sites de production massive d’électricité
(nucléaire, parc éolien) ; gazéification biomasse,
décomposition thermochimique de l’eau …
– Décentralisée : électrolyse connectée réseau ou EnR,
gazéification biomasse, vaporéformage du biogaz,
décomposition photochimique de l’eau …
Paramètres clés (2/2)
• Type d’usages de l’hydrogène : concentrés vs diffus
– Concentrés : raffinage des carburants, chimie, carburants
de synthèse, biocarburants, sidérurgie, cogénération de
forte puissance
– Diffus : micro et moyenne cogénération, véhicules
terrestres, maritimes et fluviaux, applications nomades …
Usages concentrés de l’H2
Vision 1
Vision 2
Hydrogène bas carbone
pour l’industrie
Hydrogène renouvelable
pour l’industrie
Production
centralisée
d’H2
Production
décentralisée
d’H2
Vision 3
Vision 4
Hydrogène bas carbone
en réseau national
Une économie locale de
l’hydrogène renouvelable
maille le territoire
Usages diffus de l’H2
Verrous et leviers (1/2)
• Verrous technico-économiques :
– Optimisation des « briques technologiques »,
jusqu’aux produits industrialisables
– PàC : intégration en systèmes, allongement de la
durée de vie, fiabilité.
– Hydrogène : CSCV, électrolyse BT et HT, stockage
• Verrous socio-économiques :
– Cadre réglementaire adapté
– La « peur de l’hydrogène »
Verrous et leviers (2/2)
• Verrous économiques et industriels :
– Croisement de compétences technologiques
multiples et/ou nouvelles
– Phase de transition longue avant maturité pour l’H2,
risque industriel élevé
• Trois types leviers :
– Soutien politique visible et durable
– Leadership industriel affirmé
– Adhésion sociétale : acceptabilité et appropriation
Point sur le volet réglementaire
1 – Brochure / état des lieux,
sensibilisation des
décideurs
2 – Travaux en cours /
Rubrique ICPE 1415 et
1416
Applications transport
• Régime de réception des véhicules routiers:
– Procédure actuelle : réception à titre isolé par le CNRV (Centre
National de Réception des Véhicules)
– Depuis le 24 février 2010 : application du règlement européen
79/2009 établissant des règles pour la réception par type des
véhicules à moteur fonctionnant à l’hydrogène
• Textes applicables aux stations services :
– Rubriques ICPE 1434 et 1432
– arrêté préfectoral d’autorisation + arrêté du 19/12/2008 si soumises à
autorisation
– Arrêté du 19/12/2008 et/ou arrêté du 22/12/2008 si soumises à
déclaration
– Réglementation relative aux cuves et canalisation
– Réglementation concernant la récupération des COV
– Selon les cas : Directive SEVESO II, rubriques ICPE 1415 et 1416
• Fluvial et maritime:
– Convention SOLAS pour les navires de plus de 500 tonnes de jauge
brute : utilisation d’hydrogène à bord non autorisée
– Directive européenne 2006/137/CE : utilisation des combustibles de
point éclair inférieur à 55°C proscrite
Applications stationnaires
• Production d’hydrogène / rubrique ICPE 1415 relative à
la « fabrication de l’hydrogène »
– régime d’autorisation dès la première molécule produite, adapté
aux installations de grande taille
– étude d’impact, étude de danger
– dérogation ou exemption d’autorisation possible ?
• Hors champ industriel : prototypes ou projets de recherche
• Production d’hydrogène non commerciale puisque transformée
localement (alimentation d’une pile)
• Stockage et emploi de l’hydrogène / rubrique ICPE 1416
– Au-dessus de 1 tonne d’H2 : régime d’autorisation
– Entre 100 kg et 1 tonne d’H2 : régime de déclaration
– En-dessous de 100 kg : pas de spécification
• Intégration des piles dans les bâtiments :
– Directives ATEX relatives aux produits inflammables et explosifs
Travail en cours
• Partenaires : INERIS, ALPHEA, ADEME
• Objectif : proposer à la DGPR une révision de la rubrique ICPE
1415 relative à la « fabrication de l’hydrogène »
– Définition d’un seuil (Nm3 ou kg / heure ?) distinguant régime de
déclaration et d’autorisation
– Introduction d’éventuelles mesures prescriptives relative à la sécurité
(soupape, système de ventilation …)
• Tâche 1 : état de l’art des différentes technologies amenées à se
diffuser dans les années à venir
– PID (Process and Instrumentation Diagram) schéma tuyauterie,
pressions, températures débits, soupapes, pressions de rupture …
– Barrières de sécurité équipant les matériels (ventilation, détecteurs)
• Tâche 2 : étude de risques sur des scénarios types
– Fuites chroniques et accidentelles, constitution d’atmosphère explosive,
inflammation, propagation de flamme …
– Détermination de distance d’effets de surpression et/ou de rayonnement
thermique
– Établissement d’objectifs de sûreté (volume explosif maximum,
implantation des équipements, limite de détection de fuite …)
• Tâche 3 : benchmark sur la réglementation et les modalités
d’implantation des équipements aux USA, Japon, Allemagne
Propositions de révision de la rubrique 1415, en cohérence
avec la rubrique 1416 et le contexte de développement attendues
des applications
Quelques recommandations pour faire
évoluer le cadre réglementaire
• Un besoin de projets concrets, de démonstrateurs
• L’établissement de référentiels et normes est indispensable pour
une approche réglementaire standardisée (vs le cas par cas)
• Un travail d’identification des contacts clés aux ministères et
d’animation de groupes de travail thématiques
• Un pilotage au plan national : valoriser et exploiter le retour
d’expérience et informer / former le réseau DRIRE-DREAL
Visions et objectifs 2020
Pilier 1 : convergence hydrogène
et énergies renouvelables
Pilier 2 : électro-mobilité de
nouvelle génération
« l’hydrogène par les EnR,
l’hydrogène pour les EnR »
« l’élargissement des marchés
du véhicule électrique »
Pilier 5 : mesures transversales
d’accompagnement de la filière
Pilier 3 : piles et hydrogène au
service de la ville durable
« piles et hydrogène au cœur des
éco-quartiers et des réseaux
énergétiques intelligents »
Pilier 4 : hydrogène et piles,
vecteurs de croissance
internationale
« Exporter les technologies
énergétiques de demain »
Priorités R&D
et besoins de démonstrateurs
Pilier 1
Convergence H2 et EnR
Pilier 2
Électromobilité nouvelle
génération
Pilier 3
PAC et H2 et ville
durable
Pilier 4
H2 et PAC, croissance
internationale
R&D Production d’hydrogène (toutes filières)
Études technico-éco des systèmes et étude de la faisabilité du « smart grid »
Démonstration de valorisation d’H2 renouvelable, d’hydrogène fatal
R&D sur piles PEMFC, systèmes et stockage embarqué
Études technico-éco sur le déploiement d’une infrastructure H2 pour l’automobile
1ère phase de démonstration sur flotte captive (2 à 5 villes)
2nde phase de démonstration pré commerciale sur grandes flottes captives
R&D sur les piles SOFC
Tests coordonnés systèmes stationnaires : micro et moyenne cogénération, stockage
et génération d’H2 dans les bâtiments
Démonstration d’injection d’H2 dans les canalisations de gaz naturel
10 à 15 chaînes complètes H2 renouvelable en boucles locales (production,
distribution et usages)
Démonstration du « smart energy grid » à l’échelle d’une ville ou d’un éco-quartier
Déploiement de flottes de véhicules type Hythane®
Démonstration de flottes de véhicules spéciaux hors route
Démonstration d’application secours et fourniture de courant pour sites isolés
Les suites …
• Un cadre pour les Investissements d’Avenir
• Un Appel à manifestation d’intérêt (AMI)H2-PAC lancé en
avril 2011 (clos en fin août 2011)
• Un AMI dédié mobilité hydrogène lancé fin 2011-début
2012
• La possibilité de proposer des solutions H2-PAC dans
d’autres AMI (chaîne de traction électrique, poids
lourds…)
Merci de votre attention !
Merci de votre attention !
http://www.observ-h2.fr/