L'HYDROGÈNE VECTEUR DE LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE - Laurent ANTONI Responsable Programme Hydrogène et Piles à combustible - Citelec Grenoble

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L'HYDROGÈNE VECTEUR DE LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE - Laurent ANTONI Responsable Programme Hydrogène et Piles à combustible - Citelec Grenoble
L’HYDROGÈNE VECTEUR DE LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE

                Laurent ANTONI
Responsable Programme Hydrogène et Piles à combustible
                 laurent.antoni@cea.fr

        Président de Hydrogen Europe Research
                                                         Citélec - 29 03 2018
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SHARE OF EUROPEAN FINAL ENERGY

Main energies behind
                                           EU Targets
non renewable parts
                                             2020

  Source : DG Energy
                                                        Citélec - 29 03 2018 | 2
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SHARE OF EUROPEAN FINAL ENERGY

Main alternatives for
                                             EU Targets
 renewable parts
                                               2020

                        No global solution without Hydrogen

  Source : DG Energy
                                                              Citélec - 29 03 2018 | 3
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HOW TO TRANSFER GREEN POWER ?

  Main possible paths

Develop hydrogen based
  heating and mobility

   Transform renewable
  electricity in renewable
  gases and liquids (only
      possible via H2)
      Find new biogas /
    bioliquids production
            routes
Develop synthetic fuels recycling
    CO2 (H2 also involved)

 Source : DG Energy
                                               Citélec - 29 03 2018 | 4
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ELECTRON AND HYDROGEN ONLY ZERO-EMISSION VECTORS

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THERE ARE 7 ROLES FOR HYDROGEN IN THE ENERGY TRANSITION
                                                                 Yes                  Placeholder

Enable the renewable energy system                                           Decarbonize end uses

                                                                                  4
                                  Yes                            No                   Placeholder
                                                                                          Decarbonize
                                                                                           transportation
Enable large-scale                          Distribute energy
                                            across sectors and
        Placeholder
renew ables integration
and power generation                        regions                               5
                                                                                           Decarbonize industry
                                                                                           energy use
    1                             No         2                   Yes                  Placeholder
                                                                                  6        Help decarbonize
                                                                                           building heating and
                                                                                           power
                                             3          Act as a buffer
                                                                  No    to        7 Placeholder
                                                        increase system                    Serve as feedstock, using
                                                        resilience                         captured carbon

                     2050 hydrogen vision
                     (annual figures)

SOURCE: Hydrogen Council
                                                                                                  Citélec - 29 03 2018 | 6
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Hydrogen technology ready for deployment

Global Energy demand supplied with hydrogen, Exajoule (EJ)                                    Start of commercialization                 Mass market acceptability1

 4                           Forklifts
        Trans-                                         Mid-sized and large
        portation                                     cars
                                                 City buses
                                                                   Vans
                                                                Coaches
                                                                Trucks
                                                                             Small cars                                            Synfuel for freight
                          Trams and railways
                                                                                Minibuses                                          ships and airplanes
                            Passenger ships
  7
        Industry             Refining                             Production of methanol, olefins and BTX using H and
                                                                                                                  2   captured carbon2
        feedstock            Ammonia, methanol                                                                   Steel3
                                                                            Decarbonization of feedstock4
  6
        Buildingheating                                                              Blended hydgrogen heating
        andpower                                                                                                              Pure hydrogen heating
  5
        Industry                                                                                                                   Medium-/low industry heat
        energy                                                                       High-grade industry heat
  1
        Power                                                                                                              In renewables-constrainedcountries
        generation                                                                                                                         In othercountries
                       Today              2020               25                 30                 35                       40              2045

1Mass market acceptability defined as sales >1% within segment in priority markets
2Market share refers to the amount of production that uses hydrogen and captured carbon to replace feedstock
3 DRI with green H2, iron reduction in blast furnaces and other low-carbon steel making processes using H2
4 Market share refers to the amount of feedstock that is produced from low-carbon sources
SOURCE: Hydrogen Council                                                                                                               Citélec - 29 03 2018 | 7
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CO2 avoidance potential 2050, Gigatons
                              CO2 AVOIDANCE
                            POTENTIAL IN 2050
          1
                          Power gene-                  0.4                           Cars                1.7
                          ration, buffering
          4
                          Transportation                     3.2
                                                                                     Trucks             0.8
          5
                          Industry energy                          1.2
                                                                                     Buses                0.2
          6
                          Building heating                           0.6
                          and power
          7                                                                          Other1                 0.4
                          Industry feedstock                             0.7

                          Total                                                6.0   Total                      3.2

SOURCE: Hydrogen Council

   Déclinaison de cette étude au cas de la France: Hyvolution 4 avril 2018 Parc Floral, Paris

                                                                                             Citélec - 29 03 2018 | 8
       1 Aviation, shipping, rail, material handling
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Hydrogen vehicles: +7,000 by end 2017 / 15 models by 2025

                      2017         2018                      2021        20xx               2025

’13 Hyundai IX35
’15 Renault
    Hykangoo                                                                             MARKET IN
’15 Toyota Mirai                                                                           FAST
’16 Honda Clairty      DAIMLER     New HYUNDAI                                          EXPANSION…
                    launched GLC     IX35 SUV             BMW launch
                                                          small series

                                                                                AUDI / VW
                                                                                 model

                                           NEW TOYOTA
                                                                            Next HONDA
                                           MIRAI & LEXUS
                                                                              clarity
                                                 (est.)

                                                           A lot of OEMS are participating are seriously
                                                           considering to deploy FCV in the coming years.
                                                           Toyota Mirai is the most-sold fuel cell electric
                                                           vehicle (FCEV) in the world with more than 6000
                                                           units put on the road by the end of 2017. Almost
                                                           half of these vehicles are sold in the U.S.
                                                           Toyota is aiming to sell 30,000 FCEV per year
                                                           worldwide by 2020.
                                                           Further FCEVs are sold by Honda, Hyundai and
                                                           Symbio.

                                                                                                   Citélec - 29 03 2018 | 9
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Zero emissions transports

Fuel cell based vehicles are of all sizes, and the bigger the better (hydrogen gives more
autonomy and flexibility than batteries)

                           MATERIAL            INDIVIDUAL
                           HANDLING            CARS
                           VEHICLES                                                   DRONES
           BICYCLES                                                BUSES

           TRUCKS
                               TRAINS            MARITIME
                                                 APPLICATIONS
                                                                AIRPLANES
                                                                APPLICATION
                                                                S
                                                                                       ….

     All that you see is ON THE MARKET today

                                                                              Citélec - 29 03 2018 | 10
Hydrogen infrastructure: more than 300 at end of 2017
 Europe AFID : more than 750 by 2025

Loges-en-Josas (28/03/2018)

                                                         Citélec - 29 03 2018 | 11
Zero emissions transports
       Fuel cell based vehicles are of all sizes, and the bigger the better (hydrogen gives more autonomy than batteries)

                                          MATERIAL                      INDIVIDUAL
                                          HANDLING                      CARS
                                          VEHICLES                                                                          DRONES
                  BICYCLES                                                                           BUSES

                  TRUCKS
                                                TRAINS                     MARITIME
                                                                           APPLICATIONS
                                                                                                 AIRPLANES
                                                                                                 APPLICATION
                                                                                                 S
                                                                                                                            ….

All that you see is ON THE MARKET today
COMPARATIVE ANALYSIS OF INFRASTRUCTURES: HYDROGEN
FUELING AND ELECTRIC CHARGING OF VEHICLES IN GERMANY

                                            Citélec - 29 03 2018 | 13
EUROPEAN REGION INITIATIVE

How can Hydrogen contribute to fulfill the Region/City expectations in terms of energy and mobility?

              Prochaine réunion du Cluster France : 26 avril à Paris

                                                                                     Citélec - 29 03 2018 | 14
France Status at end of 2017

9 In operation (private)

9 In operation (public)

2 In construction

20 Planned
49 H2 mobility projects

         263 FCEVs
         in operation
         at end 2017

                           4 In operation (private) for bikes
                           1 In construction for bikes          Citélec - 29 03 2018 | 15
FIRST HYDROGEN BUS ROUTE IN FRANCE IN PAU

Fuelled by hydrogen from
renewable sources, 8 buses
from the Bus Rapid Transit
service line (BHNS) will be
operating on the streets of Pau
within two years.
The buses will form an artery of
the new transportation network
designed by the City within its
urban redevelopment project
aimed     at    improving    the
perception and use of public
spaces in a sustainable way.

                                                   Citélec - 29 03 2018 | 16
GROUP DE TRAVAIL SUR LES BUS
                                       ELECTRIQUES A HYDROGENE

Fév. 2018: la CATP a exprimé un intérêt très fort pour les bus électriques à hydrogène
                                                                         Citélec - 29 03 2018 | 17
‘ZERO EMISSION VALLEY’ PROJECT
                    IN AUVERGNE-RHÔNE-ALPES REGION

Auvergne-Rhône-Alpes region seeks to become a “spearhead” of hydrogen
mobility in Europe and aims, through the project, to boost awareness and use
of hydrogen mobility.
The plan (70 M€) is to deploy 20 hydrogen refilling stations, 15 electrolysers
and a fleet of 1,000 vehicles in Auvergne-Rhône-Alpes by 2020.

                                                                     Citélec - 29 03 2018 | 18
LA REGION AURA
    C’EST 30% DES INDUSTRIELS DE L’H2 ET L’ÉNERGIE

                                          Citélec - 29 03 2018 | 19
CONCLUSIONS
                       Pourquoi l’hydrogène maintenant ?
 Technologies où les acteurs européens ont encore une chance de s’imposer

 Division du prix des électrolyseurs, notamment d’un facteur 4 depuis 2010 pour la
  technologie PEMFC

 Intérêt inédit des principaux industriels de l’énergie et de la mobilité (création du
  Hydrogen Council)

 Très forte croissance des EnR, en particulier dans certains territoires, ce qui va
  nécessiter à terme de développer des moyens de stockage et notamment du stockage
  inter saisonnier

 Avantages de l’hydrogène dans la mobilité par rapport à la batterie pour les usages
  intensifs (besoin d’autonomie et d’un faible temps de recharge) ainsi que pour les
  véhicules lourds (encombrement et énergie embarquée des batteries encore
  pénalisants).

 La combinaison de véhicules électriques à batterie ET à hydrogène permet de
  concilier « zéro émission », « confort du conducteur » et « flexibilité des usages ».

                                                                        Citélec - 29 03 2018 | 20
LIENS UTILES

•   Hydrogen Council : hydrogen scaling-up: http://hydrogencouncil.com/wp-
    content/uploads/2017/11/Hydrogen-scaling-up-Hydrogen-Council.pdf

•   Comparative Analysis of Infrastructures : Hydrogen Fuelling and Electric Charging of
    Vehicles: http://juser.fz-juelich.de/record/842477

•   Hydrogène : agissons aujourd’hui pour la mobilité de demain. Les propositions de Mobilité
    Hydrogène France :
    http://www.afhypac.org/documents/divers/Mobilite%20Hydrog%C3%A8ne%20France%20
    -%20Analyse%20et%20propositions%20-%20Juillet%202017.pdf

•   AFHYPAC : l’hydrogène accélère en 2017 :
    http://www.afhypac.org/documents/divers/AFHYPAC_Hydrogene-accelere-2017_2017-12-
    04_low.pdf

                                                                               Citélec - 29 03 2018 | 21
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