L’hydrogène présente, comme toutes les sources et les vecteurs d’énergie, des avantages et des inconvénients. Il peut être un élément majeur de la transition s’il est fabriqué avec de l’électricité décarbonée et remplace les carburants fossiles notamment dans les transports, la chaleur et l’industrie. Mais le rendement énergétique de la fabrication de l’hydrogène par électrolyse est faible et nécessite des quantités considérables d’électricité. En conséquence, le prix de l’hydrogène décarboné n’est pas du tout compétitif. La question est de savoir quand il le deviendra. Les filières hydrogène aujourd’hui lancées et annoncées un peu partout dans le monde ne doivent leur existence qu’à des investissements publics massifs. Et la taxe carbone sera indispensable pour faire de l’hydrogène vert ou décarboné un vecteur d’énergie économiquement viable.
Plus de trente pays, plus de 300 milliards de dollars, 228 projets
A en croire le dernier rapport de l’Hydrogen Council en date de février 2021, la baisse des prix de l’hydrogène décarboné, liée notamment à une production qui va devenir massive au cours des prochaines années, sera bien plus rapide qu’on l’anticipe. La raison en est simple. Un changement d’échelle presque sans précédent. Plus de trente pays ont aujourd’hui lancé des projets de développement de l’hydrogène ce qui représente plus de 300 milliards de dollars d’investissements et 228 programmes. Sur les 300 milliards de dollars, 70 milliards devraient être investis par les Etats.
L’Europe qui entend être le modèle de la transition énergétique mais dépend pour les panneaux solaires et les batteries de voitures électriques de l’Asie a cette fois décidé de maîtriser et même dominer cette industrie. C’est en tout cas l’ambition affichée depuis 2019 par l’Allemagne dont le ministre de l’économie, Peter Altmaier, entend faire de son pays «le numéro un des technologies de l’hydrogène». Et l’Allemagne n’est pas seule. Elle a été suivie par la Commission européenne et de nombreux pays de l’Union dont la France.
Les 228 projets annoncés dans le monde. Source Hydrogen Council
Il existe ainsi aujourd’hui en Europe pas moins de 126 projets industriels liés à l’hydrogène. L’Asie, qui était précurseur, en a 46, l’Océanie 24 et l’Amérique du nord 19. Pour ce qui est des programmes de production d’hydrogène décarboné de plus d’un gigawatt, il en existe 17 dans le monde, les plus importants étant en Europe, en Australie au Moyen-Orient et au Chili.
Les 228 projets se répartissent de manière assez égale entre la production et l’utilisation d’hydrogène avec un petit nombre sur la distribution. Mais il y a une différence importante entre l’Europe, qui met l’accent sur la production, et l’Asie, notamment la Corée et le Japon, qui privilégient les usages, notamment dans le transport et l’industrie. Ces deux pays possèdent aujourd’hui une avance certaine dans les véhicules à hydrogène et pile à combustible. Enfin, l’Australie et le Moyen-Orient se positionnent comme des fournisseurs et des exportateurs d’hydrogène.
Des effets d’annonce
Cela dit, il faut pourtant souligner que les annonces ont été bien plus rapides que la concrétisation des projets. La grande majorité de ceux officiellement présentés, environ 75%, n’est même pas totalement financée. Les budgets annoncés par les gouvernements sont loin d’être attribués à des programmes clairement identifiés. Selon l’Hydrogen Council, seuls 45 milliards de dollars sont aujourd’hui investis réellement dans des projets «matures», c’est-à-dire ayant au moins atteint le niveau des études de faisabilité. Et sur ce total, 38 milliards concernent des décisions d’investissements réellement prises, des constructions qui ont commencé ou des installations opérationnelles.
Il faut dire que l’accélération des programmes est spectaculaire. Le précédent rapport de l’Hydrogen Council prévoyait il y a un an que la production d’hydrogène devrait atteindre 2,3 millions de tonnes d’ici 2030. A en croire celui de février 2021, ce chiffre est passé à 6,7 millions de tonnes. L’annonce des deux-tiers des nouvelles capacités de production a été faite l’an dernier. L’étude de l’Hydrogen Council prévoit aussi que pas moins de 4,5 millions de véhicules à hydrogène seront sur les routes d’ici 2030 et 10.500 stations permettront de les recharger. Le rapport estime aussi que l’hydrogène deviendra un moyen compétitif de décarboner le transport aérien sur les vols courts et moyens courriers (moins de 10.000 kms) autour de 2040. Mais il faudra faire de grands projets technologiques dans le stockage de l’hydrogène pour réussir à faire voler des longs courriers.
La question essentielle du prix de l’hydrogène vert
L’évolution clé pour assurer le succès de ce vecteur d’énergie est celle des prix de l’hydrogène vert, fabriqué avec de l’électricité décarboné. Rappelons que l’hydrogène gris est fabriqué avec du gaz naturel et du charbon et l’hydrogène bleu avec du gaz mais en passant par un processus de capture du CO2.
Selon le rapport du Hydrogen Council, la chaîne d’approvisionnement mondiale des électrolyseurs se met aujourd’hui en place plus rapidement qu’attendu ce qui devrait permettre de réduire de 30 à 50% le prix de ces équipements. Dans le même temps, les tarifs de l’électricité renouvelable ont aussi baissé plus vite qu’anticipé d’environ 15%. Du coup, si les prix de l’hydrogène gris restent stables autour de 1,50 dollar par kilo, ceux de l’hydrogène vert devraient passer de 4,5 à 5 dollars par kilo aujourd’hui à 1,5 dollars d’ici 2050. Et plus important, dans les régions où les ressources en électricité renouvelable sont les moins chères, les prix du kilo d’hydrogène pourraient atteindre 2 dollars le kilo d’ici la fin de la décennie.Voilà pourquoi, par exemple, dans le programme allemand d’investissement public de 9 milliards de dollars dans l’hydrogène, 2 milliards sont consacrés à l’importation d’hydrogène vert fabriqué dans des pays du sud. Ces derniers sont choisis parce qu’ils bénéficient de grands territoires libres et d’un ensoleillement important permettant l’installation de centrales solaires géantes. L’autre facteur décisif pour rendre l’hydrogène vert compétitif sera celui de la taxe carbone qui pénalisera à la fois les carburants fossiles et l’hydrogène gris.
Comment transporter l’hydrogène?
Le dernier élément indispensable à la création des filières de l’hydrogène est celui des infrastructures de transport. Aujourd’hui, la façon considérée comme la plus économique de le transporter consiste à utiliser des pipelines étanchéifiés et adaptés à la circulation sous forme de gaz de la molécule d’hydrogène. Le rapport d’Hydrogen Council souligne qu’un pipeline d’hydrogène peut transporter dix fois plus d’énergie qu’une ligne électrique à haute tension à un coût qui ne représente qu’un huitième de cette ligne. Pour les très longues distances, certains pipelines sous-marin pourraient être utilisés, mais surtout des navires, ce qui ajouterait 1 à 2 dollars au coût par kilo car il faudra passer par une phase de liquéfaction de l’hydrogène.
Le rapport de l’Hydrogen Council étant réalisé par l’industrie de l’hydrogène, il lui est évidemment favorable. Les différentes projections peuvent parfois sembler ainsi très… optimistes. Elles ne sont pourtant pas très éloignées de celles d’organismes et d’institutions plus indépendants comme l’Agence internationale de l’énergie, la Commission européenne, le World Economic Forum et Bloomberg NEF.
