Rapport du maître d'ouvrage
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Usine de production d'hydrogène bas-carbone et de e-méthanol à Fos-sur-Mer et son raccordement électrique
Concertation continue
L'hydrogène est la plus petite molécule qui existe dans l'univers, la plus légère et la plus abondante.
Il est rarement présent à l'état naturel sur Terre.
Sous sa forme gazeuse, l'hydrogène associe deux atomes d'hydrogène : il est alors appelé dihydrogène ou gaz d'hydrogène. Le terme « hydrogène » désigne souvent ce qui est en réalité du dihydrogène.
L'hydrogène représente un marché d'environ 116 millions de tonnes produites et consommées chaque année dans le monde, dont environ 900 000 tonnes en France. Il est essentiellement utilisé comme matière première dans l'industrie chimique (pour la fabrication d'engrais notamment) et dans l'industrie pétrolière (pour le raffinage du pétrole). L'hydrogène peut également être utilisé comme vecteur énergétique, notamment pour des véhicules. Cette utilisation ne représente cependant qu'1 % de la consommation d'hydrogène, essentiellement pour la propulsion d'engins spatiaux.
L'hydrogène à l'état naturel n'existant presque pas sur Terre, il est produit après mise en œuvre d'un procédé industriel, à partir de méthane (qui associe un atome de carbone à quatre atomes d'hydrogène) ou de molécules plus complexes comme de l'eau (qui associe deux atomes d'hydrogène à un atome d'oxygène).
La méthode de fabrication la plus utilisée dans le monde est le vaporeformage d'hydrocarbures, qui consiste à produire de l'hydrogène en présence de vapeur d'eau et d'hydrocarbures (on utilise surtout du méthane), en chauffant le gaz utilisé à une température extrêmement élevée. Cette technique représente 96 % de la production d'hydrogène mondiale. Il s'agit d'une méthode éprouvée à l'échelle industrielle et économique, mais qui a le désavantage d'être fortement émettrice de gaz à effets de serre. En effet, pour une tonne d'hydrogène produite, environ 10 tonnes de CO2 sont générées. En France, la production d'hydrogène émet ainsi plus de 11 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui représente 3 % des émissions nationales de CO2.
La méthode de fabrication d'hydrogène retenue pour le projet H2V Marseille Fos est celle de l'électrolyse de l'eau, qui consiste en une réaction chimique, connue et utilisée depuis le 19ème siècle, permettant, sous l'effet d'un courant électrique, de décomposer l'eau en deux éléments : l'hydrogène et l'oxygène. À condition d'être alimentée par une électricité décarbonée, cette technique émet beaucoup moins de CO2.
L'article L811-1 du code de l'énergie définit de la manière suivante les différentes catégories d'hydrogène :
Les définitions entre les différentes catégories d'hydrogène sont encore en cours de définition aux niveaux français et européen.
Selon les besoins du client, H2V serait ainsi en mesure de produire de l'hydrogène renouvelable et de l'hydrogène bas carbone.
Le méthanol est un composant couramment utilisé par l'industrie chimique. De formule CH3OH (souvent abrégé en MeOH), il se présente sous la forme d'un liquide volatile et incolore à température ambiante. Il est généralement synthétisé à partir du méthane, et il s'agit d'un grand intermédiaire industriel, transporté aujourd'hui par tankers depuis les zones productrices.
Le e-méthanol fait partie des carburants de synthèse, dits électro-carburants ou « e-carburants » car fabriqués à partir d'électricité. La production de e-carburants à faibles émissions passe par une étape de production d'hydrogène décarbonée, transformée ensuite en d'autres molécules par différents processus chimiques.
Le plus grand débouché du méthanol est son utilisation comme matière première pour la synthèse d'autres produits chimiques comme :
Le e-méthanol pourrait notamment être utilisé par des navires existants, après transformation des moteurs (ce qu'on appelle le retrofit).
France Hydrogène a en effet identifié, dans le second volet de son étude Trajectoire 2030 (décembre 2022), que d'ici 2030, en France, environ 205 000 tonnes d'hydrogène renouvelable ou bas-carbone pourraient être utilisées pour produire du méthanol de synthèse[1]. Plusieurs compagnies du transport maritime parmi les leaders mondiaux du secteur ont annoncé depuis 2022 des commandes portant sur plusieurs porte-conteneurs fonctionnant au e-méthanol.
Le e-méthanol serait produit par une réaction de méthanolation, qui consiste à combiner au sein d'un réacteur l'hydrogène produit à du CO2. Dans une logique d'économie circulaire et de réduction des émissions de gaz à effet de serre, le CO2 serait capté sur des installations industrielles existantes situées à proximité.
L'usine de H2V Fos sera raccordée au réseau de transport électrique géré par RTE. Elle serait alimentée en grande partie par le réseau électrique haute tension. Une production sur site est également prévue, grâce à l'installation de panneaux photovoltaïques sur les bâtiments.
La source d'électricité serait déterminée en fonction des besoins des clients, en lien avec les règles européennes sur la labellisation de l'hydrogène renouvelable ou de l'hydrogène « bas carbone ». En effet, certains secteurs (transport routier en particulier) sont ou seront soumis à des obligations d'incorporation de carburants renouvelables ; l'hydrogène renouvelable fait partie des vecteurs énergétiques permettant de répondre à ces obligations. D'autres secteurs, en particulier l'industrie, sont soumis à des obligations de réduction des émissions de gaz à effet de serre ; à ce titre l'hydrogène bas carbone peut constituer une solution d'approvisionnement.
Ainsi, selon les besoins du client, H2V serait en mesure de produire :
La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau ne génère pas de gaz à effet de serre. Produit en parallèle de l'hydrogène, l'oxygène serait rejeté directement dans l'atmosphère par des évents, sans impact atmosphérique identifié à ce jour.
La maîtrise d'ouvrage étudierait toute option de recherche et développement pour la valorisation de cet oxygène dans une économie circulaire et innovante.
Lors des phases de préparation à la mise en service de l'unité ou lors d'arrêts de sécurité, des rejets d'hydrogène seront brûlés à l'aide de la torchère. La flamme produite est inodore et quasiment incolore, elle n'émet pas de particules carbonées
De plus, le développement de l'hydrogène décarboné est une solution de décarbonation majeure pour les secteurs de l'industrie et des transports.
Une fois opérationnel, le projet pourrait générer environ 165 emplois directs. Près de 100 emplois indirects pourraient être créés pendant la période de travaux et au cours de l'exploitation.
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