L’hydrogène vert a été mis au centre de nombreuses initiatives de neutralité carbone pour une bonne raison.
Grâce à sa versatilité, il est communément appelé le « couteau suisse » de la décarbonation à long terme. Contrairement à d’autres sources d’énergies renouvelables, telles que l’énergie éolienne ou solaire, l’hydrogène vert ne dépend pas de facteurs extérieurs intermittents comme les conditions météorologiques. Il offre également la possibilité de fournir des solutions clés en main pour les industries dont les émissions sont les plus dures à réduire, ce qui serait indispensable à la réalisation des objectifs alignés sur l’Accord de Paris.
En raison de sa fonctionnalité polyvalente, le Conseil de l’Hydrogène prévoit que la demande annuelle pourrait se multiplier par sept d’ici à 20501. Qu’est-ce donc que l’hydrogène vert et comment peut-il être utilisé pour résoudre les dilemmes liés à la décarbonation de la planète ?
Combustible bas carbone
À la fois l’élément le plus léger et le plus abondant de l’univers, l’hydrogène n’a rien de nouveau. Pourtant, le fait que ce gaz léger et incolore ne produise pas de dioxyde de carbone lors de sa combustion l’a placé au premier rang des espoirs de trouver un remplacement propre pour les énergies fossiles.
L’hydrogène est actuellement produit dans tout un panel de formes, comme :
- L’hydrogène marron, qui est produit à partir de charbon
- L’hydrogène bleu, dont les émissions de carbone sont captées et stockées
- L’hydrogène vert, qui est produit par l’utilisation de sources d’énergies renouvelables pour électrolyser l’eau et séparer l’hydrogène de l’oxygène.
En 2022, l’hydrogène vert bas carbone représentait moins de 1 % de la production américaine d’hydrogène2 et était critiqué pour son coût élevé par rapport aux énergies fossiles et à l’hydrogène marron. Néanmoins, la chute des prix de l’énergie renouvelable devrait contribuer à rendre l’hydrogène propre plus viable commercialement au cours de la décennie à venir.
L’industrie bénéficiera aussi de financements gouvernementaux et privés conséquents pour accroître la production. Le Conseil de l’Hydrogène prévoit que 300 milliards de dollars américains seront investis dans le monde au cours de la prochaine décennie. C’est aussi un pilier clé de la loi américaine de 2022 sur la réduction de l’inflation où un nouveau crédit d’impôt était créé pour l’hydrogène propre.
Nettoyage de l’industrie lourde
En tant qu’alternative plus propre aux énergies fossiles, l’hydrogène vert est devenu le candidat idéal pour nettoyer les industries dont les émissions sont difficiles à réduire.
Les industries comme celles de l’acier et du ciment nécessitent une chaleur extrême au cours de leurs processus de production, résultant en d’importantes émissions de carbone. Actuellement, ces industries représentent chacune près de 8 % des émissions mondiales.
En tant que combustible propre, l’hydrogène vert a le potentiel de remplacer les énergies fossiles afin de décarboner ces processus industriels et est donc perçu comme un élément essentiel pour le futur de ces industries. Andy Marsh, Président et Directeur général de Plug Power, un fournisseur mondial d’hydrogène vert sur toute la chaîne de valeur, prédit que « l’hydrogène vert remplacera n’importe quelle source d’énergie nécessitant une combustion à haute température et dépendant du gaz naturel et du pétrole. »
Plusieurs sociétés essaient déjà des initiatives d’acier vert, mais le prix élevé d’hydrogène propre et l’électrification du processus métallurgique signifient une fois de plus que ces matériaux plus verts ne peuvent être produits qu’à des coûts bien plus importants, avec des estimations de prix allant de 20 à 30 % de plus par tonne.
Parmi les autres adoptants industriels potentiels, on peut citer les entreprises chimiques. L’hydrogène est souvent un produit dérivé de procédés de fabrication déjà existants et pourrait être capté et utilisé pour alimenter les usines chimiques.
Renforcer le réseau électrique
Bien que le futur de la génération d’énergie réside sans nul doute dans les sources renouvelables, notamment éolienne et solaire, la nature intermittente de ces sources d’énergie signifie qu’elles ne sont pas en mesure de répondre à la demande 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, surtout pendant les heures pleines. De plus, les batteries n’ont pas encore la capacité de fournir l’assistance nécessaire.
L’hydrogène, quant à lui, peut être utilisé pour stocker l’électricité propre lors de périodes de génération excessive pour pouvoir ensuite l’utiliser lors de périodes de pics de demande. Sous la forme d’énergie stockée, l’hydrogène peut fournir flexibilité et stabilité aux réseaux électriques, renforçant ainsi leur fiabilité et leur résilience.
Plutôt que d’être une activité centralisée, Andy Marsh voit le stockage d’hydrogène fonctionner à un niveau local, via des micro-réseaux. Cependant, pour faciliter entre autres cet usage, il pense également que de grandes quantités d’hydrogène devront être transportées via des pipelines, prévoyant que « dans dix ans les pipelines d’hydrogène seront comme les pipelines de gaz naturel aujourd’hui. »
En fait, de tels pipelines sont en train de devenir une réalité. En Autriche, en Allemagne et en Italie, un consortium de sociétés gazières est déjà en train de prévoir un pipeline long de 3 300 km qui transporterait de l’hydrogène vert des régions riches en ensoleillement d’Afrique du Nord et d’Italie du sud vers des régions situées plus au nord.
Avions, trains et automobiles
La dépendance des moyens de transport à l’égard des énergies fossiles représente à elle seule 20 % des émissions mondiales de carbone. Les piles à hydrogène sont déjà utilisées pour alimenter les véhicules long-courriers zéro émission à charge utile élevée, pour lesquels les batteries ne sont pas la meilleure option à cause du poids non négligeable et nécessaire pour fournir l’énergie requise.
D’autre part, le secteur de la construction automobile jette son dévolu sur les véhicules électriques. Alors que l’adoption des VE progresse à un rythme impressionnant – 10 millions de voitures électriques ont été vendues à travers le monde en 2022 et les ventes devraient encore augmenter de 35 % cette année3 – le secteur est aussi freiné par « l’angoisse de l’autonomie », la crainte liée au prix élevé des véhicules et le manque de bornes de recharge.
Selon Andy Marsh, le futur des transports domestiques zéro émission réside dans les véhicules hybrides à piles à combustibles électrique / hydrogène. Il avance qu’« avec les véhicules hybrides, il peut y avoir des stations-service d’hydrogène à la disposition des conducteurs, comme c’est le cas aujourd’hui des stations essence, ce qui permettrait d’exploiter au maximum les atouts à la fois des batteries et des piles à combustibles. La combinaison des deux pourrait résoudre de nombreux problèmes. »
Une telle solution bénéficierait aussi aux conducteurs : plutôt que d’attendre au minimum 15 minutes à une station de charge électrique rapide, le ravitaillement en hydrogène ne prendra que quelques minutes.
D’un point de vue plus expérimental, le premier train à hydrogène au monde a voyagé à travers l’Allemagne en 2018 et devrait être déployé en France cette année. Les vols neutres en carbone ont aussi pris de l’ampleur, avec de petits vols à courte distance qui se sont déroulés avec succès. L’hydrogène est vu comme une option novatrice pour le secteur du transport aérien, difficile à décarboner, où de nombreux acteurs établis favorisent les innovations concernant les carburants d’aviation durables et d’origine biologique, même si les questions relatives à la viabilité commerciale de ces deux options restent sans réponse.
Le transport maritime est un autre secteur où la perspective de l’utilisation de l’hydrogène a suscité des débats. Une fois de plus, les projets pilotes ont montré que l’hydrogène pouvait être utilisé avec succès à petite échelle. Des inquiétudes subsistent toutefois quant à la façon dont l’hydrogène liquide peut être stocké à des températures inférieures à -253°C, sans utiliser trop d’espace, précieux pour le chargement.
L’économie de l’hydrogène de demain
Aux vues de son alignement avec les engagements gouvernementaux en matière de réduction nette des émissions et des solutions d’énergie propre nécessaires, il ne fait guère de doute que l’hydrogène vert jouera un rôle important dans un avenir économique plus durable. Selon McKinsey, l’économie de l’hydrogène pourrait rapporter mondialement plus de 2 500 milliards de dollars par an d’ici 2050, créerait des postes pour plus de 30 millions de personnes et contribuerait à éviter 6 Gt d’émissions de CO24.
Oui, des questions persistent concernant la capacité à fournir de façon économique et à grande échelle de l’hydrogène vert neutre en carbone. C’est là que les gouvernements, organes de régulation et les investisseurs doivent intervenir. Outre l’investissement public et privé à grande échelle, BloombergNEF a aussi suggéré l’augmentation du prix du carbone pour aider son homologue vert à devenir plus concurrentiel en termes de coûts5.
Malgré ces obstacles et même si le revirement en faveur de l’hydrogène vert n’en est encore qu’à ses premiers balbutiements, son potentiel d’investissement est clair. Selon Andy Marsh, « avec la montée en puissance de l’électrification et le développement progressif de l’hydrogène, les gens vont commencer à imaginer des façons d’utiliser l’hydrogène dont personne n’a encore pensé jusqu’à aujourd’hui. »
[1] https://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2022/12/WB-Hydrogen-Report-2022.pdf
[2] https://www.eesi.org/briefings/view/042722tech
[4] https://hydrogencouncil.com/en/study-hydrogen-scaling-up/
[5] https://about.bnef.com/blog/liebreich-separating-hype-from-hydrogen-part-two-the-demand-side/
Avertissement
Les entreprises mentionnées dans le présent document le sont uniquement à titre d’illustration et ne constituent ni une sollicitation d’achat ni un conseil ou une recommandation d’investissement.
