MOBILITÉ HYDROGÈNE FRANCE Présentation AVERE 14 Avril 2016 v12
Syst. H2 Batteries Variateur de vitesse Moteur Electrique Trans Syst. H2 Batteries Variateur de vitesse Moteur Electrique Trans Batteries Variateur de vitesse Moteur Electrique Trans Syst. H2 Batteries Variateur de vitesse Moteur Electrique Trans UNE VOITURE ÉLECTRIQUE C EST AVEC UNE BATTERIE, DE L HYDROGÈNE OU LES DEUX! Véhicule à Batteries Véhicule à Batteries avec Prolongateur d Autonomie Hydrogène Véhicule «Full Power» Hydrogène Et certainement, Véhicule Plug-In Hydrogène
PILE À HYDROGÈNE: FAIRE DE L ÉLECTRICITÉ ET DE LA CHALEUR AVEC DE L HYDROGÈNE ET L OXYGÈNE DE L AIR + Hydrogène H + H + H 2 O 2 H + H + Air/Oxygène Eau Anode Cathode *Proton Exchange Membrane Fuel Cell Électrolyte
TECHNIQUEMENT, ON EMPILE DES CELLULES OU PASSENT LES GAZ ET OU SE PRODUIT LA RÉACTION ÉLECTROCHIMIQUE Électrolyte Anode 0,4 to 0,7 mg de platine par W aujourd hui Cathode Photos prise par MEB-FEG par ultramicrotomie au CEA
L HYDROGÈNE EMBARQUE 3X D ÉNERGIE PAR KG QUE L ESSENCE, MAIS 3000X MOINS PAR LITRE À LA PRESSION ATMOSPHÉRIQUE Pour réduire le volume, il faut compresser l hydrogène, ou le liquéfier Stockage à 700bars : 1,5 kwh/l Stockage liquide : 2,3 kwh/l Le réservoir pèse lourd, l hydrogène ne compte que pour 5% à 6% de la masse du stockage énergétique 5
PERFORMANCE ENTRE LE DIESEL ET LA BATTERIE, SAUF POUR LE TEMPS DE RECHARGE : 3MN! 6
MAIS COMMENT PRODUIT-ON DE L HYDROGÈNE RENOUVELABLE ET SANS CARBONE? Renewable Energies Nuclear Energy Fossil Fuels Biomass Electricity Heat Chemical Conversion Photoelectrolysis Biological processes Electrolysis Thermolysis of Water Chemical Conversion (With CCS) H 2 prod. sites Decarbonized Hydrogen Hydrogen & CO 2 Production annuelle mondiale : 57 millions de tonnes, dont 25% pour les raffineries 1 million de tonne permet de faire rouler 7 millions de véhicules «plus de 90% de la production d hydrogène est assurée à partir d hydrocarbures» P. Marion (IFP ) «En 2020, 50% de notre production d hydrogène se fera sans CO 2» B.Pottier (Air Liquide)
Vehicle size CHAQUE CONSTRUCTEUR TRAVAILLE SUR DU MULTI-POWERTRAIN, EXEMPLE TOYOTA : HVs/PHVs FCVs EVs FCV Passenger vehicles Travel distance Fuel Electricity Gasoline, diesel, biofuels, CNG, synthetic fuels, etc. Hydrogen 8
NOUS VOYONS DEUX ROADMAPS DIFFÉRENTES : For Commercial Vehicles zero emission is the trigger to fulfill local regulations Hydrogen Mild Hybrid Batteries Plug-In H2 Range Extender Two Evolution Paths Plug-In Batteries 2025-2050 Zero CO 2 with diesel performances Battery hydrogen hybrids For Passenger Cars, customers want electric vehicles with diesel range and fast reload PHEV: plug-in hybrid electric vehicle, BEV: Battery Electric Vehicle, H2-RE-EV: Hydrogen Range Extended Electric Vehicle
RÉSULTATS DE L ÉTUDE H2 MOBILITÉ FRANCE
LA FRANCE A DÉFINI SON PLAN DE DÉPLOIEMENT DES VÉHICULES HYDROGÈNE Intégré au plan européen Hydrogen Infrastructure for Transport (HIT) Financé par l Europe (programme TEN-T) 4 pays membres, 7 partenaires Dutch ministry of Infrastructure and the Environment, Air Liquide, AFHYPAC, Copenhagen Hydrogen Network, HyER, Hydrogen Link Denmark, Hydrogen Sweden Avec le support du Ministère de l'ecologie, du Développement durable et de l'energie et de l ADEME Pris en compte dans le plan Nouvelle France Industrielle «Stockage de l Energie» Elaboré par le consortium Mobilité Hydrogène France Avec le soutien des consultants d Element Energy Source : 11
Gouvernement H2 MOBILITÉ FRANCE : CONSORTIUM REGROUPANT L'ENSEMBLE DES ACTEURS DE LA FILIÈRE : DES ENTREPRISES DE L'ÉNERGIE AUX UTILISATEURS Entreprises de l'énergie Producteurs d hydrogène et stations Véhicules et systèmes pile à combustible Electrolyseurs Centres de Recherche Associations régionales et pôles Associations européennes et françaises Source : 12
LES VÉHICULES À PROLONGATEUR D AUTONOMIE H 2 RÉDUISENT DE 88% LES ÉMISSIONS DE CO 2 COMPARÉ AU DIESEL WTW, g CO2eq / km Diesel BEV FCEV PHEV H2 RE-EV 160 140 120 100-88% -54% 99 80 60-77% 40 37 23 20 15 0 9 2010 2015 2020 2025 2030 Les Véhicules Hydrogène ne génèrent ni pollution locale ni CO 2 Pas de particule, de NOx, de SOx, de bruit Réduction de 77% des émissions de CO2 du puit à la roue en 2030 Comparé au Diesel et en suivant le mix de production électrique et H 2, les véhicules hydrogène BEV: Véhicule Electrique à Batterie, H 2 RE-EV: Véhicule Electrique à Range Extended H 2, FCEV: Véhicule à Pile à Hydrogène, PHEV: Véhicule Electrique Plug-In, WTW: du puis à la roue Source : Hypothèses prises : Enerdata Balance scenario: Intensité carbone du réseau électrique en 2030-67g/kWh Rendement des diesels basé sur les données des constructeurs automobile du consortium 13
LE MARCHÉ DES VÉHICULES HYDROGÈNE POURRAIT REPRÉSENTER EN 2030 : 800 000 véhicules 230 120 167 78 23 45 319 435 586 773 Berlines Compactes Véhicules utilitaires 90 000t d hydrogène 30 22 16 3 6 11 40 54 70 89 2022 2024 2026 Parc des véhicules H 2, x1000 2028 2030 2022 2024 2026 2028 2030 Consommation H 2, tonnes x1000 par an 600 stations H 2 355 252 169 96 502 529 602 80 kg/jour 212kg/jour 420kg/jour 3 TWh de prod. électrique 60 115 190 276 368 614 989 2,269 1,526 3,251 2022 Stations H 2 2024 2026 2028 2030 2022 2024 2026 2028 2030 Consommation électrique pour l électrolyse, GWh par an Source : 14
NOUS AVONS DÉCIDÉ DE FAIRE UN FOCUS SUR LES FLOTTES POUR DÉMARRER LE MARCHÉ Focus sur les flottes captives Les véhicules et les stations sont déployés là où il y a de la demande Pour atteindre une charge correcte de la station dès son ouverture Et réduire le besoin d investissement et le risque d une station peu chargée Nous avons identifié les segments suivants 1 : Livraison/Services Taxis Logistique urbaine Flottes de véhicules Source : (1) Les bus n ont pas été retenus, car la rentabilité économique n est pas établie actuellement 15
CE QUI A FAIT APPARAITRE LA NOTION DE CLUSTERS DE FLOTTES CAPTIVES Définition d une flotte captive Flotte de véhicules avec des circuits et consommations assez prévisibles Qui rentre régulièrement au même parking ou dépôt Définition d un Cluster Des flottes captives «multiclients» autour d une zone définie Une ou plusieurs stations H 2 Source : 16
L APPROCHE FLOTTE CAPTIVE : UNE MANIÈRE DE DÉMARRER LE MARCHÉ, AVANT UN DÉPLOIEMENT NATIONAL COMPLET Déployer les premiers Clusters Clusters Des investissements raisonnables Des stations H 2 chargées Déclencheurs du plan national Disponibilité réelle des véhicules à des prix de marché Une réglementation adaptée Un support politique clair Des intentions marquées des clients Relier les Clusters Déploiement national Couverture nationale Déploiement d une infrastructure qui donne une bonne qualité de service aux clients Le plan de couverture réel sera défini lors des prochaines étapes Source : 2017 2020 2025 2030 Area where HRS provide coverage HRS in place as of 2014 Highway with HRS 17
LE DÉPLOIEMENT NATIONAL DE L INFRASTRUCTURE SERA NÉCESSAIRE AU DÉMARRAGE DU MARCHÉ GRAND PUBLIC H 2 vehicles sales [yearly, EU] H2 Stations Deployment [yearly, EU] H 2 H 2 Infrastructure High Investment Phase 18
LA «VALLÉE DE LA MORT» RESTE À PASSER POUR ATTEINDRE LA RENTABILITÉ FINANCIÈRE Free cash flow d une infrastructure hydrogène Million EUR Investissements Cashflow opérationel Les déficits sont réduits grâce à cette approche Les stations peuvent avoir un cash flow positif dès 2020 Le surcoût des véhicules hydrogène devrait être de 15 000 sur la période 2020-2025 2016 2020 2026 + de 600 stations en 2030 Source : 19
LE DÉPLOIEMENT EST EN MARCHE Début : 2014 2015 : 10 stations 2018 : 40 stations déjà financées Objectifs 2018 : 100 stations Source :
LE REGROUPEMENT DES INITIATIVES H2 MOBILITÉ EXISTANTES PERMET D INITIER UN RÉSEAU HYDROGÈNE EUROPÉEN TEN-T Corridors 150 km 45 km 150 km 120 km 310 km 220 km 165 km 175 km 75 km 150 km 130 km 70 km 150 km 120 km 85 km 120 km 70 km 75 km 95 km 160 km 270 km 370 km 230 km Source : 21
ET NOUS SOMMES CORRECTEMENT POSITIONNÉS DANS LA COURSE MONDIALE Norway, Denmark: HRS first 2015: 17 HRS 2025: 220 HRS UK: London first 2015: 11 HRS 2020: 65 HRS 2030: 330 HRS Germany : HRS first 2015: 50 HRS 2017: 100 HRS 2025: 450 HRS The HydrogenJournal USA: Toyota leads 2017: 68 HRS 2023: 100 HRS Japan: Toyota leads 2015: 36 HRS 2025: 1000 HRS 22
MAIS UNE STATION D HYDROGÈNE, ÇA RESSEMBLE À QUOI? Installed in Symbio premises in Grenoble FS Heidestraße (Total), Berlin «Buffers», High pressure tanks FS Sachsendamm (Shell), Berlin Symbio FCell Netherlands (Air Liquide) Control Command & Compressor Concrete Floor Slab 6 packs of classical cylinders at 200 bar, delivered by truck 1kg of H 2 per cylinder 23
ET SES CARACTÉRISTIQUES : Le cout de la station diffère principalement en fonction de : # de kg d hydrogène distribuables par jour Production locale d H 2 par électrolyse ou livraison de l H 2 par camion Le cout de la station s amortie sur la consommation d hydrogène Soit le taux d utilisation de la station Ou nombre de véhicules jour et #kg moyen par plein Eléments qui influent sur le prix de l hydrogène ou sur la rentabilité de la station Source : 24
MAIS LES STATIONS POUR FLOTTES CAPTIVES ONT UN DIMENSIONNEMENT PLUS RÉDUIT ET UN MEILLEUR TAUX D UTILISATION DE LA STATION DÈS LE DÉBUT /H 2 kg Coût de l hydrogène à la pompe pour des stations dimensionnées pour les flottes captives 350bar 35kg/jour 350bar 80kg/jour 350/700bar 80kg/jour 350bar 212kg/jour Différents profils de stations 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 210 Plage de dimensionnement pour les flottes captives Quantité moyenne d hydrogène distribuée (kg/j) Source : 25
CONCLUSION : BATTERIES ET HYDROGÈNE = DEUX TECHNOLOGIES DE STOCKAGE DE L ÉLECTRICITÉ COMPLÉMENTAIRES Qui nécessitent des infrastructures différentes Des stations de recharge hydrogène ou des bornes de recharge Avec des modèles économiques opérateur différents Nombre de station de recharge optimal «équivalent» aux stations essence pour l hydrogène Des bornes de recharge sur les places de parking pour la batterie Avec un mix de technologies pour les véhicules qui sera fonction des usages et des clients Batterie, Plug-In hydrogène, Full Power Source : 26
RÉFÉRENCES AFHYPAC : http://www.afhypac.org/ Etude ADEME : http://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/avis -ademe-hydrogene-et-te-201602.pdf Etude Mobilité Hydrogène France : http://www.afhypac.org/mobilite-hydrogene-france/ Source : 27
MERCI POUR VOTRE ATTENTION 28