Hydrogène vert : Pourquoi Air Liquide et McPhy devraient se méfier de l’américain Plug

Pionnier de la pile à combustible, l’américain Plug Power a développé outre-Atlantique tout un écosystème de l’hydrogène vert. Il débarque en Europe avec de grandes ambitions, alors que la filière française s'inquiète de l'absence de régulation pour lancer ses gigafactories. Et qu'Emmanuel Macron a demandé à Agnès Pannier-Runacher, ministre de la Transition énergétique, et Roland Lescure, ministre délégué chargé de l’Industrie d'actualiser de la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné.

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De la fabrication d’électrolyseurs à la distribution d’hydrogène vert, en passant par la production, la liquéfaction et le transport par camion cryogénique, Plug maîtrise tous les maillons de la chaîne.

Andy Marsh, le directeur général de Plug Power, ne le cache pas. C’est sur les plates-bandes de son « bon ami Air liquide », qu’il vient marcher en débarquant en Europe. Car Plug, le nom commercial de l’entreprise américaine, n’est plus un simple fabricant de piles à combustible pour chariots logistiques. Depuis 2020, ce pionnier a développé un écosystème industriel complet de l’hydrogène vert aux États-Unis, à coups d’acquisitions et d’investissements. Il maîtrise désormais tous les maillons de la chaîne, de la fabrication d’électrolyseurs à la distribution d’hydrogène vert, en passant par la production, la liquéfaction, le transport par camion cryogénique, la fabrication des stations. Le tout sans abandonner les piles à combustible, pour des usages aussi variés que la logistique, la mobilité, l’industrie, le stockage d’énergies renouvelables et l’installation de groupes électro-hydrogène de secours, avec un premier démonstrateur sur un datacenter de Microsoft.

Proposer un système hydrogène vert de bout en bout

Une diversification un peu forcée pour cet équipementier fondé en 1997, qui a trouvé un débouché pour sa technologie de piles à combustible dans la logistique en 2008. Son premier grand client, le géant du commerce Walmart, lui a alors demandé de «s’occuper du service après-vente, en fournissant l’hydrogène et en construisant les stations de recharge», raconte Andy Marsh. Depuis, Plug a installé 50 000 systèmes de piles à combustible et plus de 165 stations d’avitaillement. Ce qui en fait, selon lui, « le leader mondial ». Mais cela ne suffit pas au dirigeant, qui ne veut pas dépendre des fournisseurs d’hydrogène comme Air liquide, Linde ou Shell. En 2020, il achète le seul producteur américain d’hydrogène liquide, United Hydrogen Group, et son usine dans le Tennessee. Il s’offre aussi « la meilleure technologie de stack d’électrolyseur au monde », celle de Giner, à Boston. Objectif : être « le premier à proposer un système hydrogène vert de bout en bout à travers les États-Unis, qui pourra fournir 500 tonnes par jour en 2025 », précise le fondateur. Cela représentera plus de 50 % du marché américain de l’hydrogène.

Chiffres clés

  • Créé en 1997 à Albany (État de New York)
  • 502 millions de dollars de chiffre d’affaires en 2021
  • 9,1 tonnes d’hydrogène produites par jour
  • 32 sites dans neuf pays
  • 3 000 collaborateurs, dont 210 en Europe

(Source : Plug Power)

Pour financer son développement, l’entreprise lève 2 milliards de dollars en Bourse en février 2021. Grâce au partenariat signé avec le sud-coréen SK Group, ses liquidités s’élèvent à 5 milliards de dollars. De quoi en investir 125 millions dans sa première gigafactory, à Rochester, dans l’État de New York, sur les terres de Kodak et où General Motors possédait une activité de piles à combustible. Plug y a trouvé « un vrai réservoir de talents dans le “coating” » [l’enduction, ndlr], la base de la production des MEA (membrane electrode assemblies), composants clés nécessaires à la réaction électrochimique de l’électrolyse de l’eau et de l’opération inverse dans les piles à combustible.

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Mais, « comme Giner ne produisait que les stacks », Plug a dû acheter le néerlandais Frames Group pour assembler les électrolyseurs de 1 et 5 mégawatts (MW). À commencer par ceux de l’unité de 2 MW de sa gigafactory à Rochester pour les tests. Au total, l’entreprise américaine produit déjà 9,1 tonnes d’hydrogène par jour dans ses installations situées dans les États de New York, du Tennessee et de Géorgie, soit 2,7 % du marché national. Il veut grimper à 200 tonnes par jour dès 2023, grâce à l’extension de ses trois unités et à la construction d’usines au Texas et en Californie. Pour acheminer l’hydrogène jusqu’à ses clients, Plug s’est aussi offert un fabricant de citernes cryogéniques pour camions, Applied Cryo Technologies, implanté à Houston (Texas), et la technologie de liquéfaction de Joule Processing. « L’une des clés de la transition vers l’hydrogène est la cryogénie, car on peut stocker quatre fois plus d’hydrogène liquide que sous forme gazeuse. Il est plus facile à transporter ainsi », explique Andy Marsh, qui se félicitait, fin octobre, de faire rouler 40 camions Plug sur les routes américaines. 

20 GW d'électrolyseurs d'ici à 2030

Nous allons être le plus grand producteur d’hydrogène liquide dans le monde.

—  Andy Marsh, directeur général de Plug Power

Les ambitions de l’entreprise ne se limitent plus à son pays d’origine. Son patron annonce vouloir produire 1 000 tonnes d’hydrogène vert par jour en 2028 et souhaite être « le plus grand producteur d’hydrogène liquide dans le monde ». En commençant par l’Europe, où il vise 100 tonnes par jour en 2026. Plug, qui a établi son siège européen à Duisburg, en Allemagne, va installer une usine d’hydrogène vert de 100 MW (35 tonnes par jour) dans le port d’Anvers-Bruges. Il a également signé avec le français Lhyfe un partenariat pour développer 300 MW d’usines d’hydrogène vert sur le Vieux Continent d’ici à 2025. Hyvia, la coentreprise créée avec Renault autour des piles à combustible pour véhicules utilitaires,« pourrait aussi produire des électrolyseurs », espère Andy Marsh. Une deuxième coentreprise, avec l’espagnol Acciona, doit réaliser des projets d’hydrogène vert dans la péninsule ibérique, et une troisième, avec l’australien Fortescue Future Industries, prévoit de bâtir un gigafactory de 2 gigawatts (GW). « Nous visons 20 GW d’électrolyseurs installés d’ici à 2030, ce qui représentera 7,3 milliards de revenus », annonce Ole Hoefelmann, le directeur électrolyseurs de Plug, un ancien d’Air liquide. Pour massifier la production d’hydrogène vert, l’ingénieriste McDermott travaille sur un concept d’usine hydrogène intégrée de 1 GW. 

Dans sa gigafactory de 2,5 GW, ouverte fin 2021 à Rochester (État de New York), Plug Power emploie 275 salariés répartis en trois équipes. L’américain annonce qu’il va produire plus de 7 millions de MEA (membrane electrode assemblies) par an et 2 millions de plaques bipolaires afin d’assembler et tester 60 000 piles à combustible et 200 MW de stacks d’électrolyseur PEM (membrane échangeuse de protons). L’usine comprend une unité de production d’hydrogène vert de 2 MW. Elle atteindra sa pleine capacité fin 2023, lorsque les équipements du site historique de Plug (ex-American Fuel Cell), qui produit 3 millions de MEA par an, y seront rapatriés. (Photo : © D.R.)

L’Inflation reduction act, qui va permettre d’injecter 369 milliards de dollars sur dix ans dans les projets climat et énergie aux États-Unis, donne un coup d’accélérateur aux ambitions de Plug. Il prévoit de multiplier par dix son chiffre d’affaires d’ici à 2030. L’extension des crédits d’impôt de production des renouvelables à l’hydrogène vert réduit le retour sur investissement de ses usines à quatre ou cinq ans, contre huit à dix ans auparavant, précise Sanjay Shrestha, son directeur stratégie. Mais en raison du retard pris par ses projets industriels, reportés à 2023, Plug a vu son cours plonger en Bourse en octobre dernier et ne devrait pas atteindre les 900 millions de dollars de chiffre d’affaires annoncés pour 2022. Un simple contretemps selon l’entreprise, qui a toujours la confiance des grands gestionnaires d’actifs américains et qui continue d’engranger les contrats. Elle vient encore d’en signer un avec Amazon.

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