Etude sur l’hydrogène bas-carbone
Carbone 4
Le cabinet de Conseil Carbone 4 a publié une étude visant à identifier « les usages pertinents à moyen terme » de l’hydrogène bas-carbone. Cette pertinence est évaluée sur la base du « pouvoir unitaire de décarbonation » pour chacun de ces usages, « et de ses avantages ou désavantages comparatifs par rapport aux autres options décarbonantes ». L’étude conclut ainsi que « l’hydrogène bas-carbone doit prioritairement aller vers la production d’ammoniac, de méthanol, la réduction directe du fer pour la production d’acier et la production d’e-GNL et d’e-méthanol pour le secteur maritime ». Néanmoins, le rapport estime que « l’utilisation d’hydrogène comme brique de flexibilité pour les systèmes électriques sera probablement incontournable, à moyen terme et surtout à long terme, pour accompagner le développement de moyens de production variables d’électricité, tels que l’éolien et le photovoltaïque ».
Rapport sur les moyens de faciliter les imports d’hydrogène
Gas for Climate
Gas for Climate a publié un rapport sur les moyens de faciliter les imports d’hydrogène de pays tiers à l’Union, afin de répondre à l’objectif de 10Mt d’import d’hydrogène renouvelable d’ici 2030, fixé par la Commission européenne dans son plan RePowerEU. L’organisation appelle ainsi à intégrer les besoins liés aux imports dans la planification de la dorsale européenne hydrogène, notamment pour connecter les terminaux portuaires de réception de l’hydrogène transporté par voie maritime, aux lieux de consommation. Le rapport souligne que la mise en place rapide des critères de durabilité pour l’hydrogène produit dans les pays exportateurs, sera clé, ainsi que la simplification et standardisation des procédures d’autorisation pour le développement de l’infrastructure (terminaux, stockage, canalisations) au sein de l’Union. Enfin, Gas for Climate plaide pour le développement de mécanismes de soutien aux projets internationaux d’hydrogène et à l’établissement de partenariats hydrogène stratégiques entre l’Union et de potentiels pays exportateurs.
Etude sur le futur des « chaînes de valeur de l’hydrogène vert » et leurs implications géopolitiques
Belfer Center de la Harvard Kennedy School
Le Belfer Center de la Harvard Kennedy School a publié une étude sur le développement de « la chaîne de valeur de l’hydrogène vert » sous le prisme des relations internationales. Partant des applications industrielles principales (méthanol, acier et ammoniac) de l’hydrogène et des ressources disponibles, le rapport établit une classification des pays en 5 catégories en fonction de leur place dans la chaîne de valeur de l’hydrogène. Tout d’abord, les frontrunners qui joueront le rôle d’avant-garde de production et d’utilisation de l’hydrogène vert, catégorie limitée à quelques pays, dont les Etats-Unis ou la Chine. Les upgraders disposent des ressources de productions de l’hydrogène vert et d’une industrie utilisatrice, comme la Thaïlande ou le Mexique. Ensuite, les exportateurs d’hydrogène, pays possédant des ressources de production mais peu d’industries d’application. A l’inverse, les importateurs d’hydrogène ne disposent des ressources de production mais en ont besoin pour la transition de leur industrie, à l’instar de l’Allemagne ou du Japon. Pour finir, les bystanders sont des pays qui ne possèdent ni les ressources ni les industries d’application de l’hydrogène. A partir de cette catégorisation, le rapport conclut que de nouvelles dépendances vont apparaître avec les échanges internationaux d’hydrogène, notamment pour le Japon et l’Allemagne.
Rapport sur le commerce international d’hydrogène
Hydrogen Council
L’Hydrogen Council a publié un rapport sur les « flux internationaux d’hydrogène », estimant que ceux-ci permettraient de « réduire le coût de la transition énergétique de 6 trillions de dollars ». L’organisation prévoit qu’en 2050, sur les 660 mégatonnes (Mt) d’utilisation d’hydrogène décarboné nécessaires au niveau mondial pour atteindre la neutralité carbone, 400Mt seront transportées sur longue distance, permettant d’éviter l’émission de 80Gt de CO2éq. Une part prédominante que l’Hydrogen Council appuie par l’existence d’un facteur de surcoût de production de l’hydrogène de 2,5 entre les lieux les plus favorables et les moins favorables à cette production. Le développement de ce commerce international d’hydrogène nécessite d’investir 1,5 trillions de dollars dans les infrastructures afférentes.
Etude sur les leviers de décarbonation de l’aviation
ADEME
L’ADEME a publié une étude présentant trois scénarios de décarbonation de l’aviation pour la période 2020-2050. L’Agence a étudié de manière quantitative les impacts de ces scénarios en termes d’émissions de CO2, mais aussi de manière qualitative leurs impacts environnementaux et socio-économiques. Si la maîtrise de la demande est identifiée comme le levier le plus efficace de décarbonation du secteur, les possibilités de décarbonation du carburant sont également traitées. L’Agence pointe notamment que « les réductions d’éventuelles émissions liées à la substitution de kérosène par des électrocarburants ou de l’hydrogène bas-carbone dépendent de l’intensité carbone du mix électrique du pays où ils sont produits » et, qu’en conséquence, « la production d’électrocarburants n’est pas nécessairement un levier pertinent de décarbonation pour tous les vols ». Ainsi, le rapport estime que seuls les vols au départ de la France métropolitaine, de l’Europe, de l’Amérique du Sud et de quelques autres pays, devraient embarquer du e-kérosène. L’Agence conclut que « les consommations d’hydrogène resteront mineures dans tous les scénarios ». Il semble néanmoins ici que cela ne désigne que l’hydrogène utilisé de manière directe, et non celui utilisé pour la synthèse de l’e-kérosène, l’étude indiquant par ailleurs que de 8 à 17% de l’électricité bas-carbone devrait être affectée au secteur aérien dans ces scénarios.
Etude sur le rôle du nucléaire dans la production d’hydrogène
Agence d’énergie nucléaire de l’OCDE (NEA-OECD)
L’Agence d’énergie nucléaire de l’OCDE (NEA-OECD) a publié une étude sur les coûts et la compétitivité de l’hydrogène produit à partir du nucléaire. Le rapport conclut que la production d’hydrogène à partir d’énergie nucléaire est une option compétitive, particulièrement lorsque l’on observe le coût à la distribution, impliquant donc les modèles infrastructurels de transport et de stockage à déployer en aval de l’électrolyseur. Indiquant que l’industrie, « a besoin d’un flux stable d’hydrogène et serait donc servi de manière optimale par un modèle de production stable d’hydrogène », l’Agence conclut que : « l’utilisation d’énergie nucléaire améliorerait la co-location avec la demande industrielle à grande échelle » : ainsi, pour un système de 500MWe alimentant des électrolyseurs en continu, le coût infrastructurel aval en utilisant l’énergie nucléaire est estimé à $0,16/kg d’hydrogène, contre $0,77/kg dans le cas d’une production renouvelable intermittente. La NEA-OECD souligne les synergies entre énergie nucléaire et énergies renouvelables, estimant que « tirer parti de la stabilité d’alimentation du nucléaire et du faible coût de l’électricité solaire photovoltaïque » permet une optimisation du coût de production et de livraison de l’hydrogène décarboné au niveau du système.
Global Hydrogen Review 2022
Agence internationale de l’énergie (AIE)
L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a publié son rapport sur le marché mondial de l’hydrogène sur l’année 2021. La production d’hydrogène décarboné est restée en-deçà de 1Mt, mais le canal de projets augmente rapidement : ainsi, d’ici 2030, la production annuelle d’hydrogène décarboné pourrait atteindre de 16 à 24Mt, dont 9 à 14Mt produites par électrolyse, et 7 à 10Mt produites à partir d’énergies fossiles et de dispositifs de capture du carbone. L’étude souligne que, si les Etats respectent leurs engagements dans l’expansion des capacités manufacturières d’électrolyseurs, atteignant un potentiel de production de 60GW/an d’ici 2030, les coûts des électrolyseurs devraient diminuer de 70% d’ici 2030. L’AIE appelle « à passer des annonces aux réalisations », notamment en développant des politiques de sécurisation du risque. Il est également préconisé de « relever l’ambition pour la création de demande dans des usages clés », en utilisant des outils tels que les quotas d’utilisation ou les critères d’achat public, ainsi que par des investissements pour l’innovation et la réalisation de projets pilotes sur les nouveaux usages finaux.
Etude sur les moyens de transport de l’hydrogène par voie maritime
Oxford Institute for Energy Studies
L’Oxford Institute for Energy Studies a publié une étude comparant les principales caractéristiques technico-économiques des vecteurs de transport d’hydrogène (ammoniac liquide, LOHC -plus exactement le méthylcyclohexane- et méthanol) avec celles de l’hydrogène liquéfié dans le cadre du transport maritime. L’institut conclut que l’ammoniac liquide est la solution plus efficace sur le plan du rendement énergétique, permettant de transporter deux fois plus d’hydrogène que l’hydrogène liquéfié, avec notamment une prise en compte des effets boil-off. Néanmoins le méthanol et les LOHC pourraient représenter les vecteurs de transport les plus compétitifs. L’institut souligne par ailleurs d’autres variables, liées notamment à l’inflammabilité ou à la toxicité, impacteront les modalités décisionnelles des transporteurs. Enfin, l’étude souligne que les besoins d’imports internationaux d’hydrogène sont incertains, notamment du fait de la possible concurrence du CCUS comme levier de décarbonation concurrent à l’hydrogène au sein des potentiels Etats importateurs.
Etude de l’Hydrogen Council sur l’état et les perspectives du marché de l’hydrogène
Hydrogen Council
L’Hydrogen Council a publié son rapport annuel sur l’état et les perspectives du marché de l’hydrogène. Si l’organisation note que le canal de projets est en forte croissance, avec 680 projets de grande échelle catalysant 240 milliards de dollars d’investissements (dont 30% en Europe), il est en revanche indiqué que « le déploiement effectif prend du retard ». Et de souligner que « l’urgence d’investir aujourd’hui dans des projets hydrogène matures est plus grande que jamais », les investissements mondiaux sur la chaîne de valeur hydrogène devant atteindre environ 700 milliards de dollars d’ici 2030 pour être sur la voie de la neutralité carbone. En conséquence, le rapport appelle à développer dès 2022-2023 des politiques de cibles ou quotas d’utilisation d’hydrogène, en parallèle de mesures sur les critères de commande publique ainsi que du déploiement de contrats carbone pour la différence. L’Hydrogen Council plaide également pour la mise en place de subventions, de taxes et de crédits d’impôts pour soutenir le développement de la chaîne de valeur hydrogène. Enfin, l’organisation appelle à établir “une norme méthodologique commune pour évaluer l’ensemble des voies de production d’hydrogène [et] permettre à l’hydrogène avec le plus faible contenu carbone de déployer ses bénéfices climatiques ».