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VigiElabe - « Société hydrogène » : vers un tournant industriel décisif ?
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VigiElabe - « Société hydrogène » : vers un tournant industriel décisif ?

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Le rôle clef dévolu à l’hydrogène dans les plans de relance européens et asiatiques a entraîné depuis quelques mois une dynamique d’investissement et d’innovation dans cette énergie sans précédent : qu’il s’agisse des transports, des usages domestiques ou des utilisations industrielles, les projets fleurissent à un rythme inédit, réactualisant le rêve d’une « société hydrogène » déjà tant de fois dessiné. Reste qu’en dépit de récentes avancées techniques, l’équation qui permettra de rendre l’hydrogène à la fois décarboné et compétitif conserve de nombreuses inconnues.

Dans une note publiée il y a quelques jours, le cabinet de conseil McKinsey fait état d’une « démultiplication sans précédent des projets industriels liés à l’hydrogène » depuis le début de la crise : « 30 pays ont mis en place des stratégies nationales hydrogène en ce début d’année 2021 […] et plus de 228 projets de grande ampleur sont actuellement à l’étude pour un total de $300 milliards d'investissement d’ici 2030 ». Si le développement de cette énergie « a connu beaucoup de faux départs ces 40 dernières années », admet Philippe Boucly, Président de France Hydrogène, cette fois-ci est selon lui « la bonne » - l’hydrogène « cochant toutes les cases pour répondre aux grands enjeux actuels, que ce soit l’urgence climatique,  l’amélioration de la qualité de l'air, ou la réindustrialisation des pays occidentaux ». Un engouement qui, bien qu’inédit et assorti de nouvelles avancées technologiques, n’efface pas les problèmes de compétitivité de cette énergie.

Un puissant engouement des États et des industries

L’hydrogène occupe une place importante dans les volets énergie / transport des plans de relance, en particulier en Europe, en Asie et en Australie – qui concentrent 85% des projets de grande ampleur relatifs à l’hydrogène actuellement en cours de discussion ou d’exécution, selon McKinsey. L'UE héberge à elle seule 55% de ces projets et en a fait un pilier de son Green New Deal, envisageant en effet d’investir jusqu'à 470 milliards d'euros pour la production d'hydrogène d'ici 2050 et d’installer 40 GW d'électrolyseurs sur la décennie 2020 (contre moins de 0,1 GW actuellement). Cet engouement institutionnel se décline dans l’industrie : Siemens et Air Liquide viennent d’annoncer la création d’une « alliance sur l’hydrogène décarboné » qui « ressemblerait presque à un Airbus de l’hydrogène », écrit Le Figaro.

 

L’UE envisage d’investir jusqu’à 470 milliards d’euros pour la production d’hydrogène d’ici 2050.

Union Européenne

 

Mais l’Europe n’est pas la seule intéressée par ces solutions, qui se trouvent au centre de nouveaux enjeux géopolitiques. Le Japon a récemment annoncé son projet d’avoir 800 000 véhicules à hydrogène en circulation d'ici 2030 (contre 3 757 vendus au Japon à la fin de 2019). Le Président de la Corée du Sud, Moon Jae-in, a affirmé qu’il souhaitait faire de son pays « un leader de l’hydrogène » et projette la construction de 6,2 millions de véhicules à hydrogène et la production annuelle de 15 GW d’hydrogène d'ici 2040. En Chine, le groupe pétrolier public chinois Sinopec vient d’annoncer la construction de 1 000 stations de distribution d’hydrogène d’ici à 2025 qui s’ajouteront à 1 000 autres projets de stations – l’ensemble devant permettre de soutenir la mise en circulation de 150 000 à 300 000 véhicules à hydrogène sur les routes chinoises, selon une analyse de Morgan Stanley. Pour sa part, l’Arabie Saoudite vient de signer un partenariat avec la société chimique américaine Air Products visant à « investir 5 milliards de dollars pour construire la plus grande installation de production d'hydrogène vert au monde (650 tonnes par jour, soit assez pour alimenter quotidiennement 20 000 bus) ».

 

Les valeurs boursières liées à l’hydrogène s'échangent entre 20 et 100 fois leur CA prévu l'an prochain, ce qui paraît très excessif.

Xavier Regnard

 

Outre les plans gouvernementaux, l’engouement actuel pour l’hydrogène se perçoit aussi manifestement dans l’explosion de la valorisation boursière des entreprises du secteur - multipliée par plus de 12 depuis un an, selon les calculs d’UBS. « Il y a une vrai hype de l'hydrogène en Bourse en ce moment », explique Xavier Regnard, analyste chez Bryan, Garnier & Co. McPhy Energy, un fabricant français d'électrolyseurs, a ainsi vu sa valorisation boursière passer de 60 millions d’euros il y a un an à près de 1 milliard aujourd’hui. Une croissance si rapide qu’elle fait craindre la création d’une bulle : « toutes les valeurs liées à l’hydrogène s'échangent entre 20 fois et 100 fois leur chiffre d'affaires prévu l'an prochain, voire plus », calcule Xavier Regnard, ce qui « paraît très excessif, dans la mesure où il ne s'agit pas de high-tech mais d'industries où les marges ne seront jamais supérieures à 10% ou 15% ».

Vers une démultiplication des usages

L’un des grands intérêts de l’hydrogène est la très grande diversité de ses applications potentielles. Dans les transports, il apparaît de plus en plus comme l’énergie du futur pour l’aviation : à l'horizon 2050, 40% de la flotte européenne court et moyen-courrier pourrait s'être convertie à l'hydrogène, estime une étude du programme européen Clean Sky 2, ce qui permettrait notamment de « réduire de 50% à 70% l'impact du transport aérien sur le climat », rapporte les Échos. Les projets en ce sens se multiplient : le gouvernement britannique vient de financer le développement d’un avion 19 places fonctionnant à l’hydrogène qui devrait « effectuer un vol d'essai de 350 milles d'ici début 2023 » ; et Airbus a présenté en septembre dernier trois concepts d'avions à hydrogène qui pourraient entrer en service à l’horizon 2035, dont deux moyen-courriers capables de franchir près de 4 000km à 820 km/h de moyenne. Le grand avantage de l’hydrogène est de ne nécessiter aucun changement majeur sur les moteurs actuels qui resteront « les mêmes à 90% » estime Stéphane Cueille, directeur de la recherche chez Safran – la grande difficulté venant « du stockage et du circuit de distribution du carburant à bord, étant donné que l'hydrogène liquide nécessite des réservoirs quatre fois plus gros et refroidis en permanence à -253 °C ».

Autre domaine ou l’hydrogène pourrait percer à brève échéance : le transport par camion. La Chine en a fait une priorité, en lançant en novembre 2020 un plan sur 15 ans visant notamment à avoir 1 million de véhicules en service d'ici 2030. Une stratégie permettant « de ne pas avoir à construire préalablement un réseau de stations-services aussi étendu que pour le développement de la voiture particulière », en se concentrant « sur des routes long-courriers désignées ou dans des hubs de ravitaillement pour poids-lourds », explique Michael Whiston, chercheur à l'Université Carnegie Mellon. C’est cette contrainte relative au réseau qui retarde le déploiement de la voiture particulière à hydrogène, même si Toyota vient de lancer une nouvelle version de sa voiture à hydrogène, la Mirai.

L’hydrogène constitue également une alternative intéressante pour le transport maritime et surtout pour le train – d’autant que l’interdiction des locomotives diesel en Europe à l’horizon 2035 implique le remplacement de 4 500 à 5 000 trains régionaux roulant sur des lignes non électrifiées. En la matière, le français Alstom a récemment conforté son avance mondiale en signant fin 2020 un contrat de fourniture de 6 trains hydrogène à l’Italie, et 41 trains à l’Allemagne.

En dehors des applications liées au transport, l’hydrogène pourrait également être employé dans les réseaux de gaz domestique. Déjà en test depuis de nombreuses années au Japon, cette solution va être mise en œuvre à grande échelle au Royaume-Uni : plus de 650 maisons d’un petit village seront dès cette année partiellement chauffées à l'hydrogène, rapporte le Financial Times - l’objectif étant d’alimenter toute une ville à l’horizon 2030. Enfin, l’hydrogène est aussi pressenti pour intervenir dans un nombre croissant de procédés industriels, notamment dans les aciéries. ArcelorMittal en a fait la pierre angulaire de son plan de décarbonation, s’étant engagé à produire 120 000 tonnes d’acier « vert » produit avec de l’hydrogène plutôt que du charbon en 2021 et 600 000 tonnes d'ici 2022, avant une montée en puissance lui permettant d’atteindre la neutralité carbone d'ici 2050.

Un enjeu clef de compétitivité

Comme le rappelle Pierre-Etienne Franc, directeur de l’activité Hydrogène chez Air Liquide, le problème clef avec l’hydrogène est toutefois moins technologique qu’économique : « nous disposons de toutes les solutions pour produire et utiliser l'hydrogène […] le défi est de les rendre compétitives ». De fait, pour être écologiquement vertueuses, les applications de l’hydrogène devront utiliser de l'hydrogène décarboné – qui ne représente aujourd'hui que 4% de la production mondiale, rapporte Les Échos. Les 96% restant sont encore produits à base de gaz, de charbon ou de pétrole, avec un bilan environnemental pour le moins problématique : les 70 millions de tonnes d’hydrogène produites chaque année génèrent aujourd’hui un milliard de tonnes de CO2 par an, soit autant que les émissions combinées de l'Indonésie et du Royaume-Uni, rapporte l’AIE.

 

L’hydrogène est aujourd’hui produit à 96% par des sources d’énergie carbonées.

Les Échos

 

À ce jour, l'hydrogène « vert » (produit avec des sources d’énergies renouvelables) coûte deux à trois fois plus cher que l'hydrogène « gris » (produit avec du gaz naturel) ; et S&P évalue que son coût de production devrait au minimum baisser de moitié d'ici 2030 pour rendre cette filière viable économiquement. Dans la mesure où « 75% des coûts du procédé d'électrolyse pour transformer de l'eau en hydrogène vert est lié au coût de l'électricité », rapporte Xavier Regnard, le succès de l’hydrogène dépendra en grande partie de notre capacité à baisser drastiquement le coût des énergies renouvelables, mais aussi à créer des électrolyseurs efficients et de grande capacité. Il faudra également augmenter massivement les capacités de production : sachant qu'il faut 3 kWh d'électricité pour obtenir 1 kWh d'hydrogène liquide, la totalité de la production mondiale actuelle d'électricité « renouvelable » ne suffirait pas à couvrir les besoins actuels du transport aérien.

L’enjeu d’une production d’hydrogène à des prix compétitifs questionne aussi le rôle que pourrait jouer le nucléaire. Début décembre, Emmanuel Macron avait notamment déclaré que « la filière nucléaire est essentielle au développement de l'ambition française en matière d'hydrogène ». Et le Nuclear Industry Council britannique a publié il y a quelques jours une note affirmant que le nucléaire pourrait assurer « près d’un tiers des besoins en hydrogène vert du Royaume-Uni d’ici 2050 ». Sur le plan technique, « le nucléaire présente l’avantage de fournir un flux d’électricité décarboné, permanent et pouvant être régulé, ce qui permettrait d’alimenter les électrolyseurs en utilisant davantage les capacités existantes, sans avoir besoin de réinvestir dans le réseau de production d’électricité », explique Jean-Pierre Ponssard, directeur de recherche au CNRS. Un argument balayé par Célia Gautier, responsable climat et énergie à la Fondation Nicolas Hulot pour la nature et l'homme (FNH), pour qui « utiliser de l’hydrogène produit avec l'énergie atomique serait aux antipodes des principes de transition écologique ». Une position à laquelle semble se rallier l’Allemagne, qui refuse de qualifier de « vert » l’hydrogène produit à partir de l’énergie nucléaire, contrairement au souhait français. Des tractations montrant qu’au-delà des enjeux techniques et économiques, le développement de l’hydrogène demeurera une question éminemment politique.


Liens des articles :

Andreas Franke, « Global hydrogen projects accelerating with $300 billion proposed investment: report », S&P : https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/021821-global-hydrogen-projects-accelerating-with-300-billion-proposed-investment-report

Catherine Hours, « Climat : l'hydrogène vert, un tournant à préparer », La Tribunehttps://www.latribune.fr/entreprises-finance/transitions-ecologiques/climat-l-hydrogene-vert-un-tournant-a-preparer-865510.html

Guillaume Guichard, « Alliance franco-allemande dans l’hydrogène », Le Figarohttps://www.lefigaro.fr/societes/alliance-franco-allemande-dans-l-hydrogene-20210208

Vincent Collen, « La ruée vers l'hydrogène enflamme la Bourse », Les Échoshttps://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/la-ruee-vers-lhydrogene-enflamme-la-bourse-1288551

John Collingridge, « Can the great hydrogen gamble cut out carbon? », The Times : https://www.thetimes.co.uk/article/can-the-great-hydrogen-gamble-cut-out-carbon-9f7dd2626

Kate Abnett, « Europe pulls ahead in race for hydrogen, as global project pipeline grows: report », Reuters : https://www.reuters.com/article/us-eu-energy-hydrogen-idUSKBN2AH0IB

Jamie Smyth, « Will Australia’s ‘hydrogen road’ to Japan cut emissions? », The Financial Times https://www.ft.com/content/5a18dc92-ae8c-4b27-98fc-ed7f1465980e

« L'Allemagne discute avec la Russie d'un projet "vert" d'hydrogène, dit Altmaier », Reuters : https://www.latribune.fr/depeches/reuters/KBN2AG0Z8/l-allemagne-discute-avec-la-russie-d-un-projet-vert-d-hydrogene-dit-altmaier.html

Christopher Matthews, « Green hydrogen plant in Saudi desert aims to amp up clean power », The Wall Street Journal https://www.wsj.com/articles/green-hydrogen-plant-in-saudi-desert-aims-to-amp-up-clean-power-11612807226

« National Hydrogen Mission: Leapfrogging towards India's cleaner future », The Economic Times https://energy.economictimes.indiatimes.com/news/renewable/national-hydrogen-mission-leapfrogging-towards-indias-cleaner-future/80991679

Son Jung-a, « South Korea’s SK Group raises bet on renewable energy in Asia », The Financial Times : https://www.ft.com/content/1327a891-a8ad-4c31-a410-cbe7a36713e6

Jacques-Olivier Martin, « Benoît Potier: «L’Europe peut gagner la bataille de l’hydrogène », Le Figaro : https://www.lefigaro.fr/societes/benoit-potier-l-europe-peut-gagner-la-bataille-de-l-hydrogene-20210115

Graeme Paton, « Hydrogen-powered plane prepares for take-off next year », The Times : https://www.thetimes.co.uk/article/hydrogen-powered-plane-prepares-for-take-off-next-year-vrrglsh0n

Bruno Trévidic, « L'hydrogène ou la troisième révolution annoncée de l'aviation », Les Échos : https://www.lesechos.fr/industrie-services/air-defense/lhydrogene-ou-la-troisieme-revolution-annoncee-de-laviation-1275877

Anne Feitz, « Hydrogène : Renault mise sur le spécialiste américain Plug Power », Les Échos : https://www.lesechos.fr/industrie-services/automobile/hydrogene-renault-mise-sur-le-specialiste-americain-plug-power-1280314

Joseph White, « Daimler Trucks chief says clean trucks will be ready before clean fuels », Reuters : https://www.reuters.com/article/us-daimler-trucks-clean-idUSKBN2A92E6

Soon Cheng Kang, « Japan keeps auto industry's hydrogen dreams alive », S&P : https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/news-insights/latest-news-headlines/japan-keeps-auto-industry-s-hydrogen-dreams-alive-62160857

Véronique Guillermard, « Après l’Allemagne, le train à hydrogène d’Alstom séduit l’Italie », Le Figarohttps://www.lefigaro.fr/societes/apres-l-allemagne-le-train-a-hydrogene-d-alstom-seduit-l-italie-20201126

« Hydrogène : Sinopec veut construire 1000 stations en Chine », H2 Mobile : https://www.h2-mobile.fr/actus/hydrogene-sinopec-veut-construire-1000-stations-chine/

« ArcelorMittal Europe produira de l'acier vert à partir de 2020 », ArcelorMittal : https://france.arcelormittal.com/news/2020/oct/arcelormittal-europe-produira-de-iacier-vert-a-partir-de-2020.aspx

François Glisczinzky, « Aéroport de Roissy : le terminal 4 est mort, vive le terminal "H" comme hydrogène », La Tribune : https://www.latribune.fr/entreprises-finance/services/transport-logistique/aeroport-de-roissy-le-terminal-4-est-mort-vive-le-terminal-h-comme-hydrogene-877491.html

Nathalie Thomas, « UK village to be first on public gas grid to use hydrogen », The Financial Times : https://www.ft.com/content/882cb638-5766-4bd5-ba60-550004c9ad6c

Henri Ewardes Evans, « Green hydrogen costs need to fall over 50% to be viable: S&P Global Ratings », S&P : https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/112020-green-hydrogen-costs-need-to-fall-over-50-to-be-viable-sampp-global-ratings

Sharon Wajsbrot, « Comment les industriels tentent de baisser le coût de l'hydrogène « vert »», Les Échoshttps://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/comment-les-industriels-tentent-de-baisser-le-cout-de-lhydrogene-vert-1288520

Ronan Martin, « Nuclear Power could produce a third of UK’s hydrogen by 2050 », Bloomberg : https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-02-17/nuclear-power-could-produce-a-third-of-u-k-s-hydrogen-by-2050

Matthieu Laurent, « L’hydrogène produit avec du nucléaire est-il vert ? », La Croix : https://www.la-croix.com/Debats/Lhydrogene-produit-nucleaire-est-vert-2020-09-08-1201112911

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