Hydrogène Vert 2021 : Tout Comprendre

L'hydrogène vert nécessite d'importants investissements pour devenir une source majeure d'énergie mondiale et réduire les coûts afin de remplacer partiellement les énergies fossiles. Malgré ses avantages, sa production actuelle est coûteuse, et son succès dépendra de politiques énergétiques soutenues, d'une évolution du prix du carbone, et d'une industrie des énergies renouvelables développée.

Partagez:

L’hydrogène vert, pour qu’il devienne une source énergétique majeure du mix énergétique mondial, demande des investissements considérables. L’objectif étant alors de réduire ses coûts. Afin de pouvoir substituer une partie des énergies fossiles par l’hydrogène renouvelable. Zoom sur l’hydrogène vert : les tenants et les aboutissants de l’hypothétique énergie du futur.

Hydrogène vert : la promesse d’une énergie non carbonée

À proprement parler, l’hydrogène n’est pas une « énergie », mais un vecteur énergétique permettant des transferts d’énergies. C’est donc un type de stockage énergétique faisant l’interface entre la source énergétique et sa consommation finale. En cela, il permet de réduire la problématique de l’intermittence des énergies renouvelables (EnR). Il permet en effet de stocker les surplus pour les réinjecter dans les réseaux électriques si nécessaire.

En outre, sa « re-transformation » en électricité par le biais de piles à combustibles, peut ainsi être utilisé comme carburant pour moteur électrique disponible en station service. Il dispose, pour cela, d’une bonne puissance calorifique : 1kg d’hydrogène permettant d’effectuer 100km environ. À poids égal, sa puissance calorifique est ainsi trois fois supérieure à celle de l’essence.

Il peut également servir à la production de chaleur ou de froid pour l’industrie. Aussi pour le chauffage et le froid des bâtiments. Enfin également, l’hydrogène et ses isotopes servent de combustible pour la fusion nucléaire.

Hydrogène vert
Le réservoir cryogénique d’Ariane 6 stocke l’hydrogène liquéfiée à -253°C © ArianeGroup.

75% de la masse de l’Univers

L’avantage de l’hydrogène (H) est qu’il est extrêmement répandu. C’est même l’atome le plus répandu puisqu’il constitue 92% de la matière et 75% de la masse de l’Univers. C’est aussi l’atome le plus simple  : 1 proton et 0,1 ou 2 neutrons selon l’isotope. Enfin, c’est également l’atome le plus léger.

En revanche, sur Terre, l’hydrogène n’existe pratiquement pas à l’état pur. Il est donc toujours combiné à d’autres éléments. Très souvent, il se combine avec l’oxygène (O) et forme ainsi de l’eau (H2O).

Quelques inconvénients notables

En revanche, l’hydrogène cumule aussi quelques inconvénients inhérents à ses propriétés.

En outre, sa faible densité, de l’ordre de 90mg/m3, le rend difficile à stocker en grande quantité de manière mobile. Sa petite taille relativement aux autres atomes demande également des conditions d’étanchéité du stockage exceptionnelles. Également, son inflammabilité consiste encore aujourd’hui un frein.

Enfin, le coût de production d hydrogène vert est encore très chère. Trop chère pour imaginer une substitution totale des énergies fossiles dans les 10 à 30 ans.

Réduire les coûts de production d’hydrogène vert

Selon un rapport de 2019 de l’IEA, l’hydrogène vert produit par électrolyse de l’eau est ainsi trois fois plus chère que les techniques de vaporeformage du méthane ou de thermolyse par exemple. Par conséquent, plus de 98% de l’hydrogène produit l’est à partir d’énergie fossile. On dit alors qu’il est « gris ».

Hydrogène vert
Verre d’inspection dans l’installation d’électrolyse de l’aciérie de voestalpine à Linz en Autriche. L’installation produit jusqu’à 1200 m³ d’hydrogène vert/heure. (Source : Siemens Energy)

Le kilo d’hydrogène à 1 $ en 2050 ?

En revanche, à terme, selon une étude de BloombergNEF, le processus de l’électrolyse de l’eau pourrait devenir plus compétitive. D’ici à 2050, l’hydrogène par électrolyse de l eau pourrait en effet coûter entre 1,6 $ et 0,70 $/kg. Mais pour atteindre un prix de vente de 1 à 2$/kg en 2050, les investissements doivent considérablement augmenter.

Actuellement, le stockage dans des bouteilles à haute pression reste la technique de stockage la moins chère (0,19 $/kg). Devant le stockage souterrain en cavernes salines (0,23 $/kg). La première technique ne permet pas le stockage de grande quantité, la seconde n’est pas mobile.

Concernant le transport, la forme la moins chère actuellement est le transport par pipelines devant le transport par bateau. Mais le recours au réseau de gaz soulève de nombreuses problématiques géopolitiques. À l’image des tensions autour du projet Nord Stream 2.

Engager des politiques fortes tournées vers la transition énergétique

De manière générale, la production d’hydrogène vert ne pourra donc se faire qu’au prix de politiques énergétiques soutenues. À hauteur de 150 milliards d’euros par an jusqu’en 2030 au moins selon BloombergNEF.

En parallèle, le prix du carbone doit également évoluer si l’on veut décarboner les industries dures à décarboner. Ainsi, toujours selon BloombergNEF, la tonne équivalent CO2 devra atteindre 50$ pour l’industrie de l’acier. Ou encore 116 $ pour l’électricité issue du gaz.

Dans le même ordre d’idée, si les politiques suivent, l’hydrogène pour la mobilité lourde sur route pourrait être moins chère que le diesel d’ici à 2031. Cela permettrait alors de démocratiser le recours aux véhicules électriques.

Hydrogène vert
Au premier plan, le centre de stockage d’hydrogène liquide pour Ariane 6 en Guyane Française. (Source : ESA)

Développer massivement les EnR

Enfin, pour développer l’hydrogène, il faut également une industrie des EnR développée. Or, pour certains pays, la configuration géographique ne se prête pas au déploiement de panneaux solaires, d’éoliennes ou de barrages. C’est le cas par exemple pour l’Allemagne, la Chine, la Corée ou le Japon.

À l’inverse, au Brésil ou aux États-Unis, l’hydrogène pourrait être décarboné et très compétitif : moins de 1 $/kg.

24% du mix énergétique d’ici à 2050 ?

À terme, si toutes les conditions sont réunies, BloombergNEF estime que 700 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable pourraient être produites d’ici à 2050. Cela représente 24% de l’énergie produite dans un scénario ou le réchauffement climatique est limité à 1,5 degré. Mais pour cela, les investissements dans l’hydrogène renouvelable doivent s’élever à plus de 11.000 milliards de dollars d’ici à 2050.

Les ventes d’hydrogène vert pourraient également représenter 700 milliards de dollars par an en 2050. Mais dans ce scénario, 31.320 TWh d’électricité issus de sources renouvelables seront nécessaires. C’est ainsi plus que toute l’EnR produite actuellement dans le monde.

La condition du futur : des mécanismes incitatifs, voire contraignants

Finalement, l’hydrogène ne deviendra vraiment l’énergie du futur qu’à la condition de développer des mécanismes d’incitation politique et économique considérables. Ceux-ci devront même, pour certains concernant notamment les émissions de dioxyde de carbone, être juridiquement contraignants. Ensemble, ces mécanismes se traduiront par une réponse concrète aux enjeux de transition énergétique.

À l’heure actuelle, de nombreux États et organisations ont mis en place des feuilles de routes pour atteindre la neutralité carbone d’ici à 2050 ou 2060. Au cœur de celles-ci, l’hydrogène renouvelable tend à occuper une place prépondérante.

D’autant qu’il motive le développement à très grande échelle des EnR. Ou du moins des énergies vertes et bas-carbone comme le nucléaire. Mais aussi les technologies de capture et de stockage du carbone.

L’UE finance à hauteur de €3,5mn un projet transfrontalier d’infrastructure hydrogène

La Commission européenne octroie €3,5mn pour soutenir les travaux préparatoires d'un réseau transfrontalier franco-allemand destiné à transporter l’hydrogène entre les régions de Grand Est et du Bade-Wurtemberg dès 2029.

McPhy Energy confrontée à la liquidation judiciaire après examen des offres reçues

La société française McPhy Energy attend une décision judiciaire sur les offres reçues dans le cadre de sa réorganisation judiciaire, ouvrant la voie à une probable liquidation et un possible retrait de la cotation de ses actions.

HyVera lance l’hydrogène à la demande et prévoit deux sites de production

Le fabricant canadien-majoritairement autochtone HyVera Distributed Energy introduit une pastille eCat produisant instantanément un hydrogène vert ultra-pur, sans électricité externe, et table sur deux usines pilotes afin de simplifier l’approvisionnement industriel.
en_1140623540-1

Stockage souterrain d’hydrogène : coûts élevés et défis techniques freinent son essor

Le stockage souterrain d’hydrogène, essentiel pour accompagner son développement, rencontre encore des coûts nettement supérieurs à ceux du gaz naturel ainsi que des défis techniques majeurs qui retardent sa compétitivité face aux énergies conventionnelles.

Hydrexia et Samator unissent leurs forces pour le marché indonésien de l’hydrogène

Le spécialiste singapourien de l’hydrogène Hydrexia scelle un protocole avec le géant indonésien des gaz Samator pour déployer purification, transport et stockage d’hydrogène, misant sur une demande locale en forte croissance et des débouchés export vers l’Asie-Pacifique.

Cadiz signe avec Hoku Energy et vise $10mn de revenus annuels en Californie

Cadiz Inc. conclut un protocole d'accord avec l'entreprise britannique Hoku Energy pour un projet énergétique d'envergure incluant hydrogène vert, solaire et infrastructures numériques dans le désert californien, estimant générer jusqu'à $10mn par an.
en_114022062075540

BP suspend son projet d’hydrogène bleu à Whiting, l’avenir du Midwest incertain

BP interrompt indéfiniment son projet d’hydrogène bleu à la raffinerie de Whiting dans l’Indiana, soulevant des interrogations sur l'avenir du financement fédéral et l'impact sur les plans régionaux pour une filière d'hydrogène décarboné aux États-Unis.

Marché de l’hydrogène vert en forte croissance : 71,31bn $ attendus d’ici 2031

Le marché mondial de l’hydrogène vert devrait atteindre 71,31bn $ d'ici 2031, porté par un taux de croissance annuel moyen estimé à 37,8 %, stimulé principalement par les secteurs de l'énergie et du transport, selon The Insight Partners.

Le groupe ORLEN obtient 382 millions d’euros pour ses projets hydrogène

Le groupe énergétique polonais ORLEN reçoit une subvention non remboursable de 382 millions d'euros du Plan national de relance afin de financer ses initiatives de production d’hydrogène renouvelable et d’hydrogène à faibles émissions.
en_11403391008540

Georgia Power valide un mélange de 50 % d’hydrogène sur turbine à gaz

Georgia Power et Mitsubishi Power annoncent avoir achevé avec succès un essai inédit intégrant 50 % d’hydrogène dans une turbine à gaz avancée, réduisant les émissions de CO2 de 22 % comparé au gaz naturel seul.

Hdf Energy et VIMC scellent un partenariat hydrogène pour le maritime vietnamien

Le développeur français et l’armateur public du Vietnam uniront piles à combustible et production locale d’hydrogène vert pour réduire les émissions du transport maritime, suivant le protocole d’accord signé on 11 June en présence de hauts responsables des deux pays.

Neoenergia lance la construction d’une unité d’hydrogène vert à 30mn BRL au Brésil

Neoenergia a entamé les travaux d’une des premières centrales d’hydrogène vert au Brésil, destinée à l’approvisionnement des véhicules lourds et légers, avec un investissement dépassant les 30 millions de réais brésiliens (5,99mn $).
en_1140290947540-6

Afrique du Sud : un fonds de 37mn USD stimule l’hydrogène vert

Le fonds SA-H2, porté par des partenariats internationaux et un soutien institutionnel local, mobilise 37 millions USD pour développer l’hydrogène vert destiné à l’exportation depuis l’Afrique du Sud, avec une première opération concrète annoncée.

Turbotech valide un turbopropulseur hydrogène grâce à la simulation d’Ansys

Turbotech annonce le succès de tests de combustion d’un turbopropulseur à hydrogène, fruit d’un développement par simulation numérique avec Ansys, marquant une étape industrielle dans l’aviation légère à carburant alternatif.

France Hydrogène conteste les recommandations budgétaires de la Cour des Comptes

L’association France Hydrogène réagit au rapport de la Cour des Comptes publié le 5 juin, critiquant une lecture incomplète des objectifs actualisés et des impacts économiques du développement de l’hydrogène décarboné.
en_1140290950540

McPhy placé en redressement judiciaire et repousse son assemblée générale

Le tribunal de commerce de Belfort a ouvert une procédure de redressement judiciaire à l’encontre de McPhy, tandis qu’un appel d’offres pour la cession de ses actifs a été relancé avec une échéance au 13 juin.

Le directeur financier de Plug Power achète 650 000 actions pour renforcer sa position

Le directeur financier de Plug Power, Paul Middleton, a acquis 650 000 actions sur le marché, confirmant son soutien à la stratégie à long terme de l’entreprise spécialisée dans l’hydrogène.

Le Canada injecte $467 000 pour renforcer les exportations d’hydrogène de Colombie-Britannique

Le gouvernement canadien finance une initiative visant à soutenir 40 PME du secteur de l’hydrogène en Colombie-Britannique, avec l’objectif d’augmenter les investissements étrangers et les parts de marché à l’international.
en_1140290947540-12

CWP Global suspend un projet hydrogène de $40 milliards en Mauritanie faute de clients

Le développeur CWP Global a mis en pause son projet AMAN en Mauritanie, d'une valeur de $40 milliards, en raison d’un manque d’acheteurs pour l’ammoniac vert malgré des conditions locales favorables.

Seulement 2,1% des sites africains d’hydrogène vert jugés compétitifs pour l’export vers l’Europe

Une étude révèle que la rentabilité de l’hydrogène vert africain vers l’Union européenne dépend de soutiens politiques européens, malgré l’abondance des projets en cours sur le continent.