| Résumé | Contexte et enjeux :
Pour assurer la transition énergétique dans les régions côtières, la réduction des émissions des transports terrestres et maritimes est impérative. L'hydrogène a un rôle clé à jouer dans l'élimination progressive des combustibles fossiles dans ces secteurs difficiles à supprimer. Dans ce contexte, la recherche se concentre sur la planification régionale multi-vectorielle de l'énergie, avec une attention particulière aux intersections de la mobilité, du transport maritime et de l'hydrogène. L'étude vise à formuler une stratégie énergétique durable pour une zone géographique spécifique, en optimisant l'intégration des différents vecteurs énergétiques. En examinant spécifiquement l'hydrogène et ses dérivés, tels que l'ammoniac et le méthanol, la recherche vise à évaluer leur viabilité en tant que carburants alternatifs, en tenant compte des méthodes de production, des exigences en matière d'infrastructure et de leur potentiel à contribuer à un paysage énergétique plus propre et plus résilient pour les transports terrestres et maritimes dans la région ciblée.
Objectifs scientifiques :
La recherche vise à étudier l'impact de i) l'effective disponibilité de la technologie a un certain horizon temporel, ii) les coûts de la technologie, et le changement climatique, sur la planification régionale de la filière H2. Pour ce faire, les étapes suivantes ont été suivies :
Premièrement, une quantification de la demande de consommation d'hydrogène (H2) dans les secteurs de la mobilité et du transport maritime, fournissant une estimation complète des besoins énergétiques dans ces domaines.
Deuxièmement, le développement d'un outil d'aide à la décision pour la planification énergétique multi-vectorielle, facilitant l'intégration optimisée de diverses sources d'énergie, de l'H2 et de ses dérivés. La prise en compte de l'incertitude dans l'estimation des intrants et la planification des systèmes est fondamentale, car elle permet une stratégie énergétique plus robuste et plus adaptable.
Approche – Méthodes :
Le candidat au doctorat commencera par une analyse documentaire complète de la demande d'hydrogène dans le secteur de la mobilité, y compris le transport maritime, et notamment des données pertinentes sur les tendances actuelles et prévues en matière de transport, les technologies des véhicules et des navires et les modes de consommation d'énergie dans la région cible. L'analyse documentaire portera également sur l'état technico-économique actuel et les avancées potentielles en matière de production, de stockage, de transport et de distribution de l'hydrogène. Il/elle développera ensuite un outil d'aide à la décision pour les décideurs régionaux, basé sur la planification énergétique et la modélisation des opérations. Cet outil peut s'appuyer sur des recherches et des outils antérieurs développés par le centre PERSEE. Enfin, il/elle effectuera des analyses de sensibilité, en identifiant des variables clés telles que les coûts technologiques, les prix de l'énergie et les impacts potentiels du changement climatique. Le candidat au doctorat devra également s'engager avec les parties prenantes concernées, y compris les organismes gouvernementaux et les représentants de l'industrie, afin de valider les hypothèses, de recueillir des idées et d'assurer la pertinence de l'outil d'aide à la décision et des analyses.
Résultats attendus
Outil d'aide à la décision basé sur la modélisation du système énergétique
Analyses de sensibilité pour différentes hypothèses/scénarios Context and challenges :
The Mediterranean coast extending from Marseille to Tuscany constitutes a region of considerable maritime importance, with important ports and urban areas, such Marseille, Toulon, Nice, Genoa and Livorno. Addressing the energy transition in this area requires tackling the emissions of both land and maritime transportation, as these sectors are significant contributors to greenhouse gases and atmospheric pollutants. Hydrogen has a key role to play towards the phase-out of fossil fuels in such hard-to-abate sectors. In this context, the research focus on regional multi-vector energy planning, with attention to the intersections of mobility, maritime transport, and hydrogen. The study aims to formulate a sustainable energy strategy for a specific geographic area, optimizing the integration of various energy vectors. By specifically examining H2 and its derivatives, such as ammonia and methanol, the research aims to assess their viability as alternative fuels, considering production methods, infrastructure requirements, and their potential to contribute to a cleaner, more resilient energy landscape for both land-based and maritime transportation within the targeted region.
Scientific objectives:
The research aims to investigate the impact of i) technology availability at a given horizon, ii) technology costs, and climate change, on the regional H2 energy planning. This is achieved with the following steps:
Firstly, with a quantification of the demand for hydrogen (H2) consumption within the mobility and maritime transport sectors, providing a comprehensive estimation of the energy requirements in these domains.
Secondly, with the development of a decision support tool for multi-vector energy planning, facilitating optimized integration of diverse energy sources, H2 and its derivatives. The inclusion of uncertainty in inputs estimation and system planning is fundamental, allowing for a more robust and adaptable energy strategy.
Approach – Methods :
he PhD candidate will start with a comprehensive literature review related to hydrogen demand in the mobility sector, including maritime transport, including relevant data on current and projected transportation trends, vehicle and vessel technologies, and energy consumption patterns in the target region. The literature review will also examine the current techno-economic status and potential advancements in hydrogen production, storage, transport, and distribution systems. He/she will then develop a decision support tool for regional decision makers based on energy planning and operation modelling. This can be based on top of previous research and tools developed at the PERSEE centre. Finally, he/she will carry out sensitivity analyses, identifying key variables as technology costs, energy prices, and potential impacts of climate change. The PhD candidate will also need to engage with relevant stakeholders, including government bodies and industry representatives to validate assumptions, gather insights, and ensure the pertinence of the decision support tool and of the analyses.
Expected results
Decision support tool based on energy system modelling
Sensitivity analyses for different hypotheses/scenarios |
