Enjeux et perspectives

Une dynamique sans précédent de développement de l’hydrogène est engagée. Dans un contexte de lutte contre le changement climatique et de relance économique post pandémie, la France s’est positionnée dans le peloton de tête des pays les plus avancés en Europe et dans le monde avec le lancement en 2020 d’une Stratégie d’accélération pour l’hydrogène décarboné.

Partout dans le monde, l’hydrogène est en train de devenir un vecteur énergétique stratégique pour réussir la transition écologique, en raison de l’alignement de quatre facteurs clefs :

Le défi climatique. Après l’Accord de Paris de 2015, et à la suite des nouveaux constats alarmants du GIEC, la lutte contre le changement climatique doit devenir la priorité absolue pour tenir une trajectoire d’augmentation des températures en deçà de 2 degrés d’ici la fin du siècle. A cette fin, la France poursuit un objectif de neutralité climatique à horizon 2050 et devra baisser ses émissions de GES de 55 % d’ici 2030 par rapport à 1990. Le cap est clair, et le rythme à tenir exigeant : au moins – 3 à – 3,3 % d’émissions chaque année pour y parvenir . Cet effort ne pourra être fourni que grâce à des politiques climatiques ambitieuses et cohérentes alliant un triptyque efficacité énergétique, sobriété écologique et innovation technologique. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) estime que près de la moitié des baisses d’émission nécessaires devront provenir de technologies qui ne sont actuellement qu’au stade de la démonstration ou du prototype . Parmi elles, l’hydrogène renouvelable et bas-carbone est identifié par l’AIE comme un levier pertinent de décarbonation de l’industrie (raffineries, engrais, chimie, sidérurgie) et des mobilités lourdes (routière, ferroviaire, maritime, aérienne).

Le défi énergétique. Aucune solution ne doit être écartée sur la voie de la neutralité carbone. Elle sera atteinte grâce à un mix énergétique diversifié. Les énergies renouvelables, dont l’hydroélectricité, mais également l’énergie nucléaire, doivent être mises à contribution pour se substituer aux énergies fossiles qui représentent encore 47 % de la consommation d’énergie primaire en 2020. L’impératif est notre sortie du charbon, du pétrole puis du gaz naturel. Pour réduire notre dépendance, l’électrification directe doit être encouragée partout où elle est pertinente, mais l’électricité ne représentera en 2050 que 50 à 60 % de la consommation finale d’énergie. D’autres moyens décarbonés seront donc nécessaires, tels que les gaz et l’hydrogène renouvelables et bas-carbone. 880 000 tonnes d’hydrogène fossile consommées chaque année en France pour le raffinage, la production d’engrais, et la chimie, peuvent aujourd’hui être décarbonées grâce à de nouvelles technologies de production. De plus, de nouveaux usages de l’hydrogène dans la sidérurgie et la mobilité lourde, des secteurs difficiles à décarboner où l’électrification sera peu opérante, sont à encourager. Au niveau mondial, l’hydrogène décarboné pourrait représenter 13 à 14 % de la consommation finale d’énergie en 2050, voire jusqu’à 20 à 22 % dans les scénarios les plus ambitieux . L’hydrogène seul ne fera pas la transition énergétique, mais la transition énergétique ne peut se faire sans l’hydrogène.

Le défi technologique. Les technologies de l’hydrogène ont connu ces dernières années de formidables avancées, en termes de rendements et de réductions des matières premières utilisées. Les coûts des piles à combustible ont baissé de 70 % depuis 2008. Leur utilisation devient envisageable pour de nouveaux usages comme le transport maritime ou le transport aérien. Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est aujourd’hui l’un des premiers pourvoyeurs de brevets dans le domaine. La France dispose déjà de nombreux champions industriels positionnés sur l’ensemble de la chaine de valeur de l’hydrogène, depuis sa production, son transport, son stockage, sa distribution et ses usages dans l’industrie ou le transport, qui en font un candidat sérieux dans une course internationale au leadership déjà engagée. Les électrolyseurs ou les piles à combustible sont aujourd’hui techniquement matures et prêts au déploiement.

Le défi économique. Avec la réduction significative des coûts de production de l’électricité renouvelable, la compétitivité de l’hydrogène renouvelable avec les énergies fossiles peut désormais être plus que jamais envisagée, et atteignable à horizon 2030 . Dans le monde, les prix de l’électricité solaire ont en moyenne été divisés par 10 entre 2009 et 2019, et ont baissé de 70 % pour l’électricité éolienne . Mais les technologies de l’hydrogène sont encore onéreuses. Comme pour les panneaux photovoltaïques ou les éoliennes, seul un passage à l’échelle de ces équipements par un investissement massif des pouvoirs publics et des industriels permettra de générer les économies d’échelle suffisantes pour entrainer une baisse massive des coûts production. La France a besoin d’investissements conséquents pour développer une offre industrielle de l’hydrogène.