Le projet en deux mots
L’objectif est de développer un cadre méthodologique pour évaluer de manière holistique et prospective les impacts environnementaux de cette transition vers un hydrogène décarboné.
Contexte
La stratégie nationale pour l’hydrogène décarboné a pour but de faire émerger une filière nationale de production d’hydrogène vert par électrolyse, technologie clé de la décarbonation de l’industrie française. A horizon 2030, l’hydrogène vert doit remplacer la production actuelle d’H2 par vaporeformage du gaz naturel, fortement émettrice en gaz à effet de serre (GES), utilisée dans les secteurs de la raffinerie et de la chimie. A plus long terme, la production d’H2 décarboné est vouée à augmenter afin de répondre à de nouveaux usages dans la sidérurgie, les transports, ou le stockage de l’énergie.
Cependant, l’évaluation environnementale de cette transition technologique nécessite un cadre méthodologique robuste, prenant en compte les impacts à l’échelle globale. Les études d’Analyse du Cycle de Vie (ACV) existantes se concentrent principalement sur l’impact climatique et l’approche attributionnelle, négligeant les autres impacts environnementaux, les incertitudes, et les conséquences indirectes de la transition (approche conséquentielle).
Objectifs
L’objectif est de développer un cadre méthodologique pour évaluer de manière holistique et prospective les impacts environnementaux de cette transition vers un hydrogène décarboné.
Ce cadre intègre une approche multicritère, permettant d'évaluer différents impacts environnementaux au-delà du changement climatique, et une vision prospective, tenant compte des évolutions technologiques à venir dans la production, la distribution et l'utilisation de l'H2.
Deux approches d'ACV seront utilisées : attributionnelle, pour identifier les paramètres clés influençant les impacts environnementaux, et conséquentielle, pour estimer les effets indirects de la stratégie nationale hydrogène sur d'autres secteurs.
Des modèles paramétriques seront développés pour représenter les étapes du cycle de vie de l'H2, ainsi qu'un
protocole pour appliquer l'ACV prospective conséquentielle.
L'objectif final est de fournir aux industriels et aux acteurs de l'ACV des outils performants pour évaluer et minimiser l'empreinte environnementale de la filière hydrogène française.
Déroulement
Sur le plan technique, les principales phases du projet consistent en :
L’intégration de scénarios prospectifs de mix énergétiques futurs dans des bases de données ACV, basé sur la librairie « premise ». Les scénarios utilisés sont les scénarios « futurs énergétiques » développés par RTE et Transition(s) 2050 développés par l’ADEME.
Le développement de modèles ACV paramétriques pour représenter les différentes étapes de la chaîne de valeur de l'hydrogène, à partir de l’outil Brightway2. Ces modèles permettent d’évaluer les impacts associés à la production d’H2
La simulation des impacts de la production d’hydrogène suivant différentes échelles et approches : i) à l’échelle du site, à partir de données de la littérature et de projets, afin d’évaluer les impacts liés à la production de biocarburants et d’ammoniaque ii) à l’échelle nationale, selon les scénarios dessinés par la stratégie nationale pour l’hydrogène et les scénarios RTE et ADEME, dans une approche conséquentielle permettant d’évaluer à plus grande échelle les effets de politiques ciblant la production d’H2 à plus grande échelle.
L'implémentation de la méthode AWARE dans l'outil Brightway2 afin d'améliorer l'évaluation des impacts sur les ressources en eau
Le développement d’une version simplifiée du modèle paramétrique, sous la forme d’un outil web pouvant être diffusé auprès des acteurs des filières hydrogènes et des spécialistes de l’ACV.
Ces outils permettront d'évaluer l'impact environnemental de différents scénarios de production d'hydrogène, en tenant compte des évolutions technologiques et des interactions entre les secteurs d'activité.
Synthèse des résultats obtenus
L’intégration des scénarios prospectifs de mix énergétique dans l’outil « premise » a suscité l’intérêt de communautés d’utilisateurs de l’ACV au-delà des questions strictement liées à l’hydrogène, et fera l’objet d’une mise à disposition des données et outils.
L’ACV de la production industrielle d’H2 a permis de démontrer l’impact déterminant de l’électricité utilisée dans les impacts finaux, sur le changement climatique comme sur la ressource en eau, en terres ou en minéraux. Dans un contexte d’interconnexion croissante entre pays à l’échelle européennes, les hypothèses sur les échanges (électricité, H2) s’avèrent déterminantes pour évaluer l’impact futur de l’H2 à l’échelle du site comme du pays.
Application et valorisation
Les résultats scientifiques obtenus ont fait ‘l’objet de communication dans des conférences internationales et 2 publications scientifiques dans des revues internationales à comité de lecture sont en cours de développement. Le modèle d’ACV paramétrique a été développé sous forme de Notebook pouvant être partagés et utilisés par tout utilisateur expérimenté disposant d’une licence ecoinvent. Afin de toucher un public large, le développement d’une version simplifiée sous la forme d’un outil web a été développée. Elle sera présentée dans le cadre d’un webinar et d’un atelier, afin de faciliter l’appropriation des résultats par les acteurs de l’hydrogène et de l’ACV.
Coordinateur
- ISIGE Mines Paris – PSL (75)
Partenaires
- O.I.E Mines Paris - PSL (75)
- Paul Scherrer Institut (05)
Localisation
- Paris, Fontainebleau, Würenlingen
Détails du projet
- Durée : 42 mois
- Mois/Année de démarrage : Janvier 2022
Montant total du projet
- 517 000 €
Aide projet
- 288 000 €
