La décennie de l’hydrogène

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La décennie de l’hydrogène

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• Authors: THIJS VAN DE GRAAF
• Published: December 14, 2022

Contexte et dynamique mondiale

• Plus de 30 pays ont élaboré ou commencé à préparer des stratégies nationales en faveur de l’hydrogène au cours des cinq dernières années seulement (AIE, 2022).
• L’invasion de l’Ukraine par la Russie et la flambée des prix du gaz ont accéléré un basculement vers des sources d’énergie plus vertes.
• Les objectifs climatiques de l’accord de Paris, le développement économique et la politique industrielle sont des moteurs centraux du mouvement vers l’hydrogène propre.

Potentiel et fonctions de l’hydrogène

• L’hydrogène peut être brûlé dans un moteur ou utilisé dans une pile à combustible pour propulser des véhicules, produire de l’électricité ou fournir de la chaleur.
• Il sert de matière première pour des produits chimiques comme l’ammoniac (intrant majeur pour les engrais) et le méthanol (utilisé dans la production de plastique).
• L’hydrogène et ses dérivés peuvent être stockés indéfiniment dans des réservoirs et des cavités salines, positionnant l’hydrogène comme solution de stockage d’énergie à long terme.
• L’hydrogène est un vecteur énergétique neutre en carbone et présente un avantage pour décarboner des secteurs difficiles à électrifier (industrie lourde, transports longue distance, stockage saisonnier).
• L’AIE et l’IRENA estiment que l’hydrogène répondra à 12–13 % de la demande finale d’énergie d’ici à 2050, contre pratiquement zéro aujourd’hui.

État actuel du marché et transformations nécessaires

• Le marché actuel de l’hydrogène présente trois caractéristiques qui doivent changer :
  • majoritairement issu de combustibles fossiles sans dispositif d’atténuation,
  • utilisé presque exclusivement comme matière première,
  • produit et consommé principalement sur place.
• Pour réaliser son potentiel, il faut : décarboner la production, élargir la consommation à de nouveaux secteurs et développer des échanges internationaux d’hydrogène et de dérivés.

Lignes de fracture technologiques et sectorielles

• Modes de production :
  • Hydrogène « vert » produit à partir d’électricité renouvelable.
  • Hydrogène « bleu » issu du gaz naturel avec des technologies de captage du carbone.
  • Hydrogène « gris » produit à partir de combustibles fossiles sans dispositif d’atténuation.
• Coûts et projections :
  • Avant la crise actuelle des prix du gaz, l’hydrogène vert était deux à trois fois plus onéreux que l’hydrogène bleu.
  • Un nombre grandissant de projections prédit que l’hydrogène vert deviendra moins cher que l’hydrogène bleu et l’hydrogène gris avant la fin de la décennie.
• Débats et risques :
  • Hydrogène vert : questions d’additionnalité, risque d’accentuer le stress hydrique dans des régions déjà sèches.
  • Hydrogène bleu : risques de fuites de méthane, captage insuffisant du dioxyde de carbone, effet de verrouillage des infrastructures de gaz fossile.
  • Autres modes (nucléaire, biomasse) également controversés.
• Usage vs. efficacité :
  • L’hydrogène n’est pas toujours l’option la plus efficace énergétiquement ; par exemple, pour une même distance, une voiture à hydrogène nécessite deux à trois fois plus de centrales éoliennes qu’un véhicule électrique (Transport & Environment, 2020).
  • Secteurs « sans regrets » nécessitant l’hydrogène ou ses dérivés : sidérurgie, transport maritime, transport aérien.

Concurrence technologique et géoéconomie

• Investissements et soutien public :
  • Les investissements annuels dans l’hydrogène propre se chiffrent actuellement à un demi-milliard de dollars par an selon l’AIE.
  • Les entreprises de l’hydrogène propre lèvent davantage de fonds qu’auparavant.
• Chaîne de valeur stratégique :
  • Les électrolyseurs, nécessaires pour produire de l’hydrogène vert, sont un maillon central.
  • Les électrolyseurs fabriqués en Chine sont 75 % moins chers que ceux produits en Occident (Bloomberg New Energy Finance).
  • Les électrolyseurs sont comparés à la technologie solaire photovoltaïque il y a 10–15 ans, potentiellement en passe de passer d’un marché de niche à un marché de masse.
• Politique industrielle et compétitivité :
  • Exemples de mesures : la loi sur la réduction de l’inflation (Inflation Reduction Act) aux États-Unis et ses crédits d’impôt de 3 dollars/kg, susceptibles de rendre l’hydrogène renouvelable produit aux États-Unis la forme d’hydrogène la moins chère au monde.
  • Décision du Parlement européen en septembre d’assouplir les règles d’additionnalité, influencée par la crainte d’un exode industriel vers les États-Unis.

Scénarios d’exportation et redistribution géopolitique

• Rôles émergents :
  • Importateurs majeurs prévus : régions d’Europe et d’Asie du Nord-Est.
  • Exportateurs visés : pays à fort ensoleillement et vent, producteurs actuels de combustibles fossiles (Australie, pays du Moyen-Orient et de l’Afrique du Nord).
• Avantages comparatifs des exportateurs fossiles : relations commerciales existantes, main-d’œuvre qualifiée, infrastructures implantées.
• Limites des rentes de l’hydrogène :
  • L’hydrogène est un produit manufacturé, produisible partout où il y a électricité et eau ; il ne reproduira pas nécessairement les rentes géopolitiques du pétrole.
• Potentiel pour pays dépendants des importations fossiles mais riches en renouvelables :
  • Exemples : Chili, Maroc, Namibie.
  • Projet allemand en Namibie de 9,4 milliards de dollars (équivalant à peu près au PIB du pays).
  • L’Égypte a reçu des promesses d’investissement de plus de 40 milliards de dollars durant une seule année pour des projets d’hydrogène vert et d’ammoniac vert.
  • L’Afrique a le meilleur potentiel technique pour produire de l’hydrogène vert à bas coût.

Gouvernance internationale et actions publiques prioritaires

• Trois obstacles majeurs et réponses requises :

1. Coûts et production : continuer à faire baisser les coûts et augmenter la production.

• Rôle public : créer une demande durable dans des secteurs « sans regrets » via marchés publics et « contrats sur différence » pour le carbone.

2. Normes et certifications : mettre en place des normes, certifications et processus de contrôle harmonisés pour sûreté, interopérabilité et viabilité le long de la chaîne de valeur.

• Portée : prévention des fuites d’hydrogène, réduction des émissions, impact sur la sécurité de l’eau.

3. Aide aux pays en développement : fournir aide financière et technologique pour permettre aux pays en développement de profiter de l’essor de l’hydrogène vert et d’éviter qu’ils ne soient cantonnés au rôle de simples fournisseurs de molécules d’énergie verte.

• Risque à éviter : considérer les pays riches en solaire/éolien uniquement comme sources d’exportation de matières premières énergétiques plutôt que comme sites d’industrialisation verte.

Conclusion synthétique

• L’hydrogène pourrait passer d’une promesse à une réalité cette décennie.
• Si la transition se déroule correctement, la révolution de l’hydrogène propre pourrait renforcer simultanément la stabilité du climat, la sécurité énergétique et l’équité mondiale.

La décennie de l’hydrogène — FINANCES & DÉVELOPPEMENT, THIJS VAN DE GRAAF, Décembre 2022.