Principalement utilisées dans l'industrie, les applications énergétiques potentielles de l'hydrogène sont très nombreuses : pour alimenter ou recharger un appareil mobile, alimenter en électricité un site isolé, propulser un véhicule ou un bateau électrique, stocker de l'électricité intermittente, augmenter la production des biocarburants, réduire le contenu carbone du gaz naturel des réseaux. Les technologies de production d'hydrogène par électrolyse et de pile à combustible sont aujourd'hui très flexibles avec de très bonnes disponibilités. Ces technologies sont arrivées au stade d'industrialisation et de déploiement commercial sur certains marchés, et sont en cours de démonstration sur d'autres. Par exemple, la plateforme MYRTE en Corse valide la pertinence technico-économique de l'hydrogène comme vecteur de stockage d'énergie et le programme « horizon hydrogène énergie » (H2E) prépare la commercialisation sur des marchés de niche précurseurs (chariots élévateurs, groupe de secours, applications portatives). L'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME) a également lancé en 2011 un appel à manifestation d'intérêt (AMI) sur l'hydrogène et piles à combustible dans le cadre du Programme des investissements d'avenir. Le projet GRHYD, inauguré en janvier 2014, est un des projets retenus et est un premier démonstrateur du rôle transverse du vecteur hydrogène entre les réseaux électriques et gaziers, appelé « Power-to-Gas ». Ce programme ambitieux, coordonné par GDF SUEZ, vise à valoriser l'électricité « verte » en produisant de l'hydrogène injectable, jusqu'à 20 % en volume, dans du gaz naturel à usage résidentiel pour un nouveau quartier d'environ 200 logements dans la commune de Capelle la Grande, et de l'hythane (carburant composé de gaz naturel et d'hydrogène, jusqu'à 20 % en volume) pour la flotte de bus de la communauté urbaine de Dunkerque. L'objectif de tous ces projets de démonstration est de définir les nouveaux modèles d'affaires et les mesures d'accompagnement dans la commercialisation. Pour consolider l'élan de la filière, un nouvel AMI sur le stockage de l'énergie et la conversion de l'électricité, contenant un volet sur les usages de l'hydrogène, a été lancé par l'ADEME en décembre 2013, et le fonds Ecotechnologies, opéré par BPI France, investit en fonds propres dans de jeunes pousses dynamiques du secteur, comme McPhy Energy. Enfin, le concours mondial d'innovation issu de la commission Lauvergeon, qui a identifié le stockage d'énergie comme priorité, devrait permettre le cas échéant de soutenir l'émergence de nouvelles solutions innovantes dans le domaine de l'hydrogène. Le ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie étudie donc avec intérêt les technologies de l'hydrogène et des piles à combustible dans le cadre de la transition énergétique, en se focalisant aujourd'hui sur les marchés les plus prometteurs tout en préparant les marchés des prochaines années et décennies.