Introduction : La promesse économique de l'hydrogène vert

Le paysage énergétique mondial connaît une profonde transformation, les pays cherchant à décarboner leur économie tout en maintenant la sécurité énergétique et la croissance économique.L'hydrogène vert est l'une des solutions les plus prometteuses qui se dégagent de cette transition, un combustible propre produit par la division de l'eau en hydrogène et en oxygène à partir d'électricité produite à partir de sources renouvelables comme l'énergie éolienne, solaire et hydroélectrique.

Les analystes du projet de l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA) selon lequel l'hydrogène vert pourrait répondre jusqu'à 12 % de la demande énergétique mondiale d'ici 2050, ce qui représente une opportunité de marché de milliards de dollars. Au-delà de la taille du marché, l'hydrogène vert offre des possibilités économiques uniques en matière de création d'emplois, de revitalisation industrielle, de commerce énergétique et de sécurité énergétique nationale.

Qu'est-ce que l'hydrogène vert et pourquoi est-ce important économiquement?

L'hydrogène vert est produit par électrolyse, un procédé qui utilise un courant électrique pour diviser les molécules d'eau (H2O) en hydrogène (H2) et en oxygène (O2). Lorsque l'électricité utilisée dans ce procédé provient de sources renouvelables, l'hydrogène résultant est considéré comme «vert» parce que l'ensemble du cycle de production ne génère pas d'émissions directes de carbone.

L'hydrogène peut être stocké, transporté, brûlé ou utilisé dans les piles à combustible pour produire de l'électricité à la demande, ce qui le rend particulièrement apte à décarboner des secteurs difficiles à éliminer, comme la sidérurgie, la production chimique, le transport de marchandises lourdes et le chauffage industriel, des zones qui représentent collectivement une part importante des émissions mondiales de gaz à effet de serre et où l'électrification directe fait face à des obstacles techniques ou économiques.

Comme les gouvernements et les entreprises du monde entier s'engagent à atteindre des objectifs d'émissions nulles, l'hydrogène vert est de plus en plus reconnu non seulement comme une nécessité environnementale, mais comme une opportunité économique importante.Le Conseil de l'hydrogène, une initiative mondiale de premier plan des entreprises énergétiques, des transports et industrielles, estime que l'économie de l'hydrogène pourrait générer 2,5 billions de dollars de revenus annuels d'ici 2050 et créer 30 millions d'emplois dans le monde.

Le paysage économique mondial de l'hydrogène vert

L'argument économique pour l'hydrogène vert se renforce rapidement en raison de la baisse des coûts des énergies renouvelables, des améliorations technologiques dans l'électrolyse et de l'appui accru des gouvernements dans le monde entier. Le coût de l'électricité renouvelable a diminué de plus de 80 % au cours de la dernière décennie, rendant l'électrolyse de plus en plus compétitive.

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la capacité de production mondiale d'hydrogène provenant de sources à faibles émissions pourrait atteindre 16 millions de tonnes par an d'ici 2030 si tous les projets annoncés étaient réalisés, ce qui représente une augmentation massive par rapport aux niveaux actuels et témoigne d'une forte confiance dans la viabilité économique de l'hydrogène vert.

Contrairement aux combustibles fossiles, qui sont concentrés dans des formations géologiques spécifiques, les ressources énergétiques renouvelables sont plus largement distribuées, ce qui permet aux pays dotés de ressources solaires, éoliennes ou hydroélectriques abondantes de devenir des producteurs et exportateurs importants d'hydrogène vert, de remodeler éventuellement les schémas commerciaux mondiaux de l'énergie et de créer de nouveaux liens économiques entre les régions.

Principaux avantages économiques de la production d'hydrogène vert

Création d'emplois et développement de la main-d'œuvre

La chaîne de valeur de l'hydrogène vert englobe un large éventail d'activités qui peuvent générer des emplois importants à de multiples niveaux de compétences. La fabrication d'électrolyseurs, de panneaux solaires, d'éoliennes et d'équipements connexes de balance des centrales crée des emplois dans la fabrication et l'ingénierie de pointe.

Au-delà de l'emploi direct, le développement de l'hydrogène vert stimule les emplois indirects dans les secteurs de la logistique, des services professionnels, de la recherche et du développement, de l'éducation et de la formation. Le Conseil de l'hydrogène estime que l'économie de l'hydrogène pourrait soutenir 30 millions d'emplois dans le monde d'ici 2050, avec une part importante dans la fabrication, la construction et les services techniques.

Perspectives d'exportation et commerce de l'énergie

L'hydrogène vert peut être transporté sur de longues distances comme gaz comprimé par pipeline ou par l'intermédiaire de navires comme hydrogène liquéfié, ammoniac ou autres transporteurs d'hydrogène, ce qui crée de nouvelles possibilités d'exportation d'énergie pour les pays qui disposent de ressources renouvelables abondantes mais dont la demande intérieure est limitée.

Pour les pays exportateurs, l'hydrogène vert représente un nouveau flux de revenus qui peut diversifier les bases d'exportation, attirer les investissements étrangers et soutenir le développement économique.Pour les pays importateurs, l'hydrogène vert permet d'accéder à une énergie propre qui complète la production nationale de sources d'énergie renouvelables, améliore la sécurité énergétique et la stabilité des prix.

Décarbonisation et croissance industrielles

Dans la sidérurgie, l'hydrogène peut remplacer le coke comme agent réducteur dans les procédés de fer à réduction directe (DRI), ce qui pourrait éliminer les émissions de carbone importantes du secteur. L'industrie sidérurgique représente environ 7 à 9 % des émissions mondiales de CO2, et la production d'acier à base d'hydrogène vert pourrait transformer l'économie du secteur en créant des marchés d'acier vert de qualité supérieure et en permettant le respect de réglementations de plus en plus strictes en matière de carbone.

Dans l'industrie chimique, l'hydrogène vert peut remplacer l'hydrogène gris comme matière première pour la production d'ammoniac, qui est utilisée principalement dans les engrais. La production d'ammoniac vert crée des possibilités pour les produits à valeur ajoutée tels que les engrais verts, qui peuvent commander des prix élevés sur les marchés soucieux de durabilité. De même, l'hydrogène vert peut être utilisé pour produire des combustibles synthétiques, du méthanol et d'autres produits chimiques, permettant la décarbonisation des chaînes de valeur en aval et la création de nouveaux marchés pour les produits à faible teneur en carbone.

Sécurité énergétique et stabilité des prix

L'hydrogène vert renforce la sécurité énergétique en permettant aux pays de produire une partie de leur énergie à l'intérieur du pays en utilisant les ressources renouvelables autochtones, en réduisant leur dépendance à l'égard des combustibles fossiles importés, ce qui est particulièrement utile pour les pays qui dépendent actuellement fortement des importations de pétrole et de gaz, qui sont exposés à des risques géopolitiques, à la volatilité des prix et à des perturbations de l'offre.

L'hydrogène vert constitue en outre un mécanisme de stockage saisonnier de l'énergie, qui permet de relever l'un des principaux défis de l'intégration des énergies renouvelables. L'excès d'électricité produite par les énergies renouvelables pendant les périodes de production éolienne ou solaire élevée peut être converti en hydrogène et stocké pour être utilisé pendant les périodes de production à faible intensité de sources renouvelables.

Possibilités économiques spécifiques à l'industrie

Aciérie et industrie lourde

L'industrie sidérurgique est l'une des plus grandes sources industrielles d'émissions de CO2 à l'échelle mondiale, et l'hydrogène vert offre une voie viable vers la décarbonisation profonde. Les procédés de fer direct à base d'hydrogène (H2-DRI) peuvent réduire les émissions jusqu'à 95 % par rapport aux méthodes traditionnelles de haut fourneau lorsqu'on utilise de l'hydrogène vert.

Sur le plan économique, l'acier vert est une solution de premier plan sur les marchés où des exigences en matière de prix du carbone ou de durabilité sont en place, comme l'Union européenne dans le cadre de son mécanisme d'ajustement à la frontière du carbone (CBAM), ce qui crée une analyse de rentabilisation pour les premiers mouvements et incite à investir dans la capacité de production d'hydrogène.

Production et raffinage de produits chimiques

L'industrie chimique est aujourd'hui le plus grand consommateur d'hydrogène, l'utilisant principalement comme matière première pour la production d'ammoniac et de méthanol. Le remplacement de l'hydrogène gris par de l'hydrogène vert crée une demande immédiate pour la production d'hydrogène vert et fournit une voie pour décarboner les produits chimiques à volume élevé.

Les opérations de raffinage, qui utilisent l'hydrogène pour la déssulfurisation et l'hydrocraquage, peuvent également bénéficier de l'hydrogène vert. À mesure que les réglementations sur le carbone se resserrent et que les consommateurs demandent des combustibles à faible teneur en carbone, les raffineries qui intègrent de l'hydrogène vert peuvent maintenir l'accès aux marchés et potentiellement obtenir des prix élevés pour leurs produits.

Transports et logistique

L'hydrogène vert permet une mobilité zéro émission pour les applications où les solutions électriques de batterie sont confrontées à des limites de temps, de poids ou de ravitaillement. Les camions lourds, les autobus, les trains, les navires et les aéronefs sont tous des marchés potentiels pour la technologie des piles à combustible à hydrogène.

Le secteur du camionnage lourd est particulièrement prometteur, les principaux fabricants comme Daimler Truck, Volvo et Hyundai développant des camions à piles à hydrogène pour des applications à long trajet. Des stations de ravitaillement en hydrogène sont déployées le long des principaux corridors de fret en Europe, en Amérique du Nord et en Asie, créant de nouvelles possibilités commerciales dans le développement des infrastructures et la distribution d'hydrogène.

Production d'énergie et stockage d'énergie

L'hydrogène vert peut être utilisé pour la production d'électricité dans les turbines à gaz ou les piles à combustible, fournissant de l'électricité transportable à faible teneur en carbone pour compléter les sources renouvelables variables.Cette capacité est précieuse pour les exploitants de réseaux qui cherchent à maintenir la fiabilité tout en augmentant la pénétration des énergies renouvelables.

Dans le secteur du stockage de l'énergie, l'hydrogène vert offre une solution rentable pour le stockage de longue durée, des durées de décharge d'heures à semaines qui sont difficiles pour les batteries. Des systèmes de stockage de l'hydrogène à échelle de service sont mis au point à l'aide de cavernes salines, de cavernes rocheuses bordées ou de navires sous pression, permettant de stocker l'énergie lorsque l'électricité est abondante et bon marché et de la décharger lorsque la demande est élevée et les prix élevés.

Perspectives économiques régionales

Moyen-Orient et Afrique du Nord

La région du Moyen-Orient et de l'Afrique du Nord (MENA) possède des ressources solaires et éoliennes de calibre mondial, une infrastructure énergétique étendue et la proximité des principaux marchés de l'hydrogène en Europe et en Asie.

L'Arabie saoudite développe le projet d'hydrogène vert NEOM de 5 milliards de dollars en collaboration avec Air Products et ACWA Power, qui produira 650 tonnes d'hydrogène vert par jour pour l'exportation sous forme d'ammoniac vert. Oman a annoncé son intention de développer une industrie de l'hydrogène avec une capacité de production de 1 million de tonnes par an d'ici 2030, ciblant les marchés en Europe et en Asie.

Europe

L'Union européenne a placé l'hydrogène vert comme pierre angulaire de sa stratégie de décarbonisation dans le cadre du pacte vert européen et du plan REPowerEU, qui vise à produire 10 millions de tonnes d'hydrogène renouvelable sur le marché intérieur et à importer 10 millions de tonnes d'ici 2030. L'UE a alloué des milliards d'euros pour financer des projets relatifs à l'hydrogène par le biais du mécanisme des grands projets d'intérêt européen commun (PICEI) et du Fonds d'innovation, créant ainsi un environnement politique favorable aux investissements dans l'hydrogène.

Les Pays-Bas, qui tirent parti de leurs infrastructures gazières et de leurs installations portuaires existantes, visent à devenir une porte d'accès à l'hydrogène pour l'Europe, distribuant de l'hydrogène de la production nationale et des importations aux consommateurs industriels sur tout le continent, ce qui crée des possibilités économiques dans la fabrication d'équipements, le développement de projets, la logistique et les services.

Australie et Asie-Pacifique

L'Australie se positionne comme un important exportateur d'hydrogène vert, exploitant ses abondantes ressources solaires et éoliennes pour produire de l'hydrogène pour l'exportation vers le Japon, la Corée du Sud et d'autres marchés asiatiques. Le gouvernement australien a engagé plus d'un milliard de dollars en financement de l'hydrogène par le biais de sa stratégie nationale sur l'hydrogène et a établi des partenariats avec le Japon, la Corée du Sud, l'Allemagne et Singapour pour développer des chaînes d'approvisionnement en hydrogène.

Le Japon et la Corée du Sud sont parmi les importateurs les plus actifs d'hydrogène vert, alimentés par leurs ressources énergétiques nationales limitées et par la forte demande industrielle.Les deux pays ont fixé des objectifs ambitieux en matière d'hydrogène et investissent dans l'infrastructure de l'hydrogène, la technologie des piles à combustible et les chaînes internationales d'approvisionnement en hydrogène.

Amériques

Les États-Unis sont devenus un acteur majeur dans l'espace de l'hydrogène vert après l'adoption de la loi sur la réduction de l'inflation (IRA), qui comprend un crédit d'impôt à la production pouvant atteindre 3 $ le kilogramme d'hydrogène propre, l'incitation la plus généreuse de son genre à l'échelle mondiale.

Le Canada, qui dispose de ressources hydroélectriques abondantes, recherche également des possibilités d'exportation d'hydrogène vert aux États-Unis et en Europe.Les pays d'Amérique latine, dont le Chili, le Brésil et la Colombie, étudient leur potentiel d'hydrogène, le Chili ciblant une capacité de production de 25 GW d'électrolyse d'ici 2030 en utilisant ses ressources solaires de calibre mondial dans le désert d'Atacama.

Défis à relever en matière de viabilité économique et de voies à suivre

Coûts de production et efficacité

Le principal obstacle à l'adoption de l'hydrogène vert est son coût actuel par rapport à l'hydrogène gris et aux combustibles fossiles. Les coûts de production d'hydrogène vert varient de 4 à 7 $ par kilogramme aujourd'hui, comparativement à 1 à 2 $ par kilogramme pour l'hydrogène gris provenant du gaz naturel.

L'innovation technologique est à l'origine de réductions de coûts.Les économies d'électrolyseur s'améliorent, les systèmes de pointe atteignant 80% ou plus d'efficacité sur une base de valeur de chauffage plus faible.Les nouvelles technologies d'électrolyseur, y compris les membranes d'échange de protons (MEP), d'oxyde solide et de membrane d'échange d'anion (EMA), offrent des voies vers d'autres réductions de coûts et des améliorations de performance.

Exigences en matière d'infrastructure

L'économie de l'hydrogène vert exige des investissements importants dans les installations de production, les systèmes de stockage, les pipelines, les terminaux de transport, les stations de ravitaillement et le matériel d'utilisation finale. La construction de cette infrastructure à l'échelle nécessaire pour atteindre les objectifs climatiques nécessitera des investissements considérables, estimés à 500 milliards de dollars à 1 000 milliards de dollars d'ici 2050.

Les partenariats public-privé, les garanties de prêts des pouvoirs publics et le financement des banques multilatérales de développement peuvent contribuer à éliminer les risques liés aux investissements en début de développement et à accélérer le déploiement. La Banque mondiale et d'autres institutions de développement mettent en place des mécanismes de financement spécifiques à l'hydrogène pour appuyer des projets sur les marchés émergents.

Cadres de politique et de réglementation

Les mécanismes de tarification du carbone, les mandats relatifs aux énergies renouvelables, les normes relatives à l'hydrogène propre et les quotas d'achat créent des signaux de demande qui incitent à l'investissement. Les cadres réglementaires qui certifient l'origine et l'intensité en carbone de l'hydrogène permettent de fixer des prix de qualité supérieure sur les marchés soucieux de la durabilité et facilitent le commerce international.

Les gouvernements du monde entier élaborent des politiques et des règlements sur l'hydrogène, mais la fragmentation et l'incompatibilité entre les différents pays créent des incertitudes pour les investisseurs. L'harmonisation des définitions, des normes et des systèmes de certification de l'hydrogène vert peut réduire les coûts de transaction et faciliter les échanges.

Perspectives d'avenir et perspectives du marché

Les perspectives économiques de l'hydrogène vert sont de plus en plus positives, dues à la baisse des coûts, au soutien des politiques et à la demande croissante des secteurs industriel et des transports. BloombergNEF prévoit que l'hydrogène vert pourrait devenir concurrentiel avec l'hydrogène gris dans de nombreuses régions d'ici 2030, avec des coûts qui diminueront à 1,5-3,0 $ le kilogramme dans des endroits favorables.

Le Conseil de l'hydrogène prévoit que l'hydrogène pourrait répondre à 18 % de la demande énergétique finale mondiale d'ici 2050, contre moins de 2 % aujourd'hui. Cette croissance représente une possibilité cumulative d'investissement de 2,5 billions de dollars dans la production, l'infrastructure et les applications finales.

Les possibilités économiques vont au-delà de la production d'hydrogène elle-même pour englober un large éventail d'industries et de services de soutien. La fabrication d'électrolysers, le développement des énergies renouvelables, le transport et la logistique de l'hydrogène, la production de piles à combustible et les services de sécurité et de certification de l'hydrogène représentent tous des marchés en croissance qui présentent un potentiel de revenus important.

Conclusion

La production d'hydrogène vert présente des possibilités économiques considérables qui dépassent largement ses avantages environnementaux.De la création d'emplois et de la revitalisation industrielle aux recettes d'exportation d'énergie et à une sécurité énergétique accrue, l'argument économique pour l'hydrogène vert est convaincant et se renforce.

Pour que ces possibilités économiques se concrétisent, il faut un engagement soutenu de la part des gouvernements, de l'industrie et des investisseurs. L'appui politique, l'innovation technologique et l'investissement dans les infrastructures doivent aller de pair pour surmonter les obstacles actuels et libérer tout le potentiel de l'économie de l'hydrogène vert. Pour les nations et les entreprises qui agissent de façon décisive, les récompenses sont considérables : la participation à une transition énergétique propre qui promet non seulement des avantages environnementaux, mais aussi des retombées économiques importantes et des avantages stratégiques sur le marché mondial de l'hydrogène émergent.