hydrogène neutralité carbone

Neutralité carbone: État des Lieux de l’Hydrogène Par l’AIE

L’AIE appelle à « accélérer » l’adoption de l’hydrogène en vue de la (lointaine) neutralité carbone

En 2020, la consommation mondiale d’hydrogène a avoisiné 90 millions de tonnes(2). La production de cet hydrogène provient quasi intégralement d’énergies fossiles(3) et a entraîné presque 900 millions de tonnes d’émissions directes de CO2 en 2020, soit environ 2,5% des émissions annuelles de CO2 liées à l’énergie et l’industrie dans le monde ou « l’équivalent des émissions combinées de l’Indonésie et du Royaume-Uni », rappelle l’AIE.

L’Agence estime toutefois qu’un développement massif de l’hydrogène est nécessaire dans le cadre de la transition énergétique mondiale : dans son scénario « Net Zero » (visant à atteindre « zéro émission nette » de CO2 dans le monde à l’horizon 2050), elle envisage que la consommation d’hydrogène au niveau mondial soit « multipliée par six par rapport aux niveaux actuels pour atteindre 10% de la consommation totale d’énergie finale d’ici 2050 ». Avec comme condition centrale que cet hydrogène soit produit de manière décarbonée, c’est-à-dire principalement par électrolyse en utilisant de l’électricité dont la production est elle-même décarbonée, ou en ayant recours à des dispositifs « CCUS » (capture, stockage et utilisation du CO2).

« L’hydrogène devra jouer un rôle important dans la transition vers la neutralité carbone »

AIE

Des « signes encourageants » …

L’AIE rappelle que seuls le Japon, la France et la Corée du Sud disposaient d’une stratégie dédiée à l’hydrogène lorsque l’Agence avait remis un précédent rapport sur ce vecteur au G20 en 2019. Aujourd’hui, 17 gouvernements se sont dotés de plans « Hydrogène » (principalement axés sur la production bas carbone d’hydrogène)(4).

Parmi les « signes encourageants » témoignant des progrès de l’hydrogène, l’AIE souligne que les capacités d’électrolyse ont doublé au cours des cinq dernières années, dépassant 300 MW à mi-2021 (dont 40% en Europe) et pourraient, compte tenu des projets à différents stades de développement, s’élever à près de 90 GW à l’horizon 2030.

L’AIE présente l’hydrogène comme un « pilier de la décarbonation dans l’industrie » (citant notamment le projet pilote Hybrit de production décarbonée d’acier grâce à l’hydrogène en Suède(5)) mais souligne également les perspectives de développement dans les transports (routier(6), ferroviaire, maritime et aérien).… Mais bien loin des perspectives de développement envisagées par l’AIE.

L’AIE estime que l’électrolyse pourrait, si tous les projets annoncés à ce jour dans le domaine aboutissent, permettre de produire 8 Mt d’hydrogène « vert » par an en 2030. L’Agence souligne par ailleurs que plus de 9 Mt d’hydrogène « bleu » (à partir d’énergies fossiles mais avec CCUS) pourraient également être produits en 2030(7).

La production d’hydrogène bas carbone pourrait ainsi, compte tenu des projets déjà annoncés, avoisiner 17 Mt en 2030, contre 140 Mt dans le scénario Net Zero de l’AIE (dont 80 Mt par électrolyse). La demande mondiale d’hydrogène pourrait quant à elle atteindre entre 105 Mt (scénario tendanciel) et 200 Mt (scénario Net Zero) à l’horizon 2030 selon l’AIE.

« Une adoption beaucoup plus rapide de l’hydrogène bas carbone est nécessaire pour mettre le monde sur la voie d’un système énergétique durable d’ici 2050 »

AIE dans un appel à accélérer la recherche dans le secteur et à renforcer la coopération internationale(8)

Le « défi » du coût de l’hydrogène bas carbone

Parmi les freins à un développement à grande échelle de l’hydrogène bas carbone figure son coût de production : selon les estimations de l’AIE, le LCOE de l’hydrogène produit à partir du gaz s’élève actuellement entre 0,5 et 1,7 $ par kilogramme (en fonction du prix du gaz selon les régions), le couplage de cette production avec des dispositifs CCUS rehausserait le prix à hauteur de 1 à 2 $/kg H2 tandis que la production d’hydrogène à partir d’électricité d’origine renouvelable coûterait entre 3 et 8 $/kg H2.

L’Agence internationale de l’énergie estime toutefois qu’une chute majeure des coûts de production par électrolyse est envisageable grâce aux progrès technologiques : elle envisage que ces coûts atteignent 1,3 à 3,5 kg H2 en 2030, puis entre 1 et 3 kg H2 à l’horizon 2050, rendant « la production d’hydrogène à partir du solaire photovoltaïque compétitive avec une production à partir du gaz » (même sans CCUS) dans plusieurs régions du monde.

Des incitations doivent néanmoins être mises en place pour favoriser la production bas carbone d’hydrogène, alerte l’AIE qui évoque entre autres une hausse du prix du carbone comme un outil efficace.

Sources / Notes

  1. Global Hydrogen Review 2021, AIE, octobre 2021.
  2. La demande provient essentiellement du raffinage et d’applications industrielles (72 Mt d’hydrogène « pur » pour la production d’ammoniac et le raffinage pétrolier et 18 Mt en mélange avec d’autres gaz pour la production de méthanol et la sidérurgie).
  3. Le gaz naturel compte pour près de 60% de la production annuelle d’hydrogène (usage qui a consommé près de 240 milliards de m3 en 2020, soit 6% de la consommation annuelle de gaz dans le monde. Près de 115 Mt de charbon (soit 2% de la consommation mondiale en 2020) ont par ailleurs été consacrées à la production d’hydrogène en 2020.
  4. Auxquels s’ajoutent plus de 20 autres pays travaillant actuellement sur des stratégies dédiées. Les pays dotés de stratégies hydrogène se sont au total engagés à à y consacrer au moins 37 milliards de dollars. S’y ajoutent près de 300 milliards de dollars d’investissements annoncés par le secteur privé dans le monde.
  5. Site du projet Hybrit.
  6. Le coût des piles à combustible pour véhicules a chuté de 70% depuis 2008 selon l’AIE : le nombre de véhicules équipées de ces piles à combustibles (FCEV) est passée de 7 000 en 2017 à plus de 43 000 mi-2021 (bien loin toutefois des près de 11 millions de véhicules électriques à batterie en circulation).
  7. L’AIE fait état de16 projets opérationnels de production d’hydrogène « bleu » qui permettent actuellement de produire 0,7 Mt d’hydrogène par an (avec 80% des capacités de production en Amérique du Nord).
  8. L’AIE cite parmi les accords et initiatives bilatérales et multilatérales la Clean Energy Ministerial Hydrogen Initiative, la Hydrogen Mission of Mission Innovation et le Global Partnership for Hydrogen of the United Nations Industrial Development Organization.

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Auteur de l’article : Wealth Monaco