L’hydrogène est-il la solution pour décarboner nos sociétés ? Après des années de débat sur le rôle que pourrait jouer “l’élément le plus abondant de notre univers” dans la transition énergétique, il semble que les technologies de l’hydrogène soient sur le point d’entrer dans la phase de commercialisation de masse.

Au cours des trois derniers mois, pas une semaine ne s’est écoulée sans que les gouvernements ou les entreprises n’annoncent une nouvelle stratégie liée à l’utilisation d’hydrogène. Investissements, développements technologiques, rapports, voici quelques-uns des signes indiquant que l’hydrogène est sur le point d’entrer dans notre vie quotidienne et d’offrir une solution pour décarboner nos industries les plus intensives en émissions de CO2.


Des investissements publics ambitieux

De nombreux pays d’Europe et d’Asie ont profité de leurs plans de relance économique post-COVID 19 pour mettre en place des stratégies ambitieuses en matière d’hydrogène. La France a récemment annoncé une enveloppe de 7 milliards d’euros pour construire une industrie de l’hydrogène vert (fabriqué à partir d’énergies renouvelables). L’Allemagne a publié un plan similaire de 9 milliards d’euros. En juillet, la Commission européenne a déclaré qu’elle cherchait à augmenter sa capacité de production d’électrolyseurs de 250 MW aujourd’hui à 40 GW en 2030. Des stratégies similaires ont été publiées par le Royaume-Uni, l’Australie et les pays asiatiques. Ce ne sont là que quelques-unes des annonces les plus récentes, mais elles montrent une tendance claire à des investissements publics massifs dans le secteur.

Stations de ravitaillement ou véhicules ? Le problème de l’œuf ou la poule enfin résolu

Entre les stations de ravitaillement et les véhicules, lequel doit passer en premier ? S’il n’y a pas de stations-service, les clients hésiteront à acquérir des véhicules à hydrogène. Mais en l’absence de véhicules, la demande est trop faible pour les stations de ravitaillement en hydrogène. Cette situation a souvent été décrite comme le “problème de la poule et l’œuf”, et a été au cœur du développement de ce nouveau vecteur énergétique. Jusqu’à maintenant ?

Grâce à des partenariats stratégiques entre de nombreux acteurs de l’écosystème, les véhicules et les stations arrivent en même temps. Ces écosystèmes comprennent souvent des constructeurs automobiles, des sociétés de mobilité, des sociétés de logistique, des producteurs d’hydrogène, des stations de carburant, etc. En réunissant à la fois l’offre et la demande, ils peuvent être la clé du développement de l’hydrogène.

Un exemple parfait d’un tel modèle commercial réussi a été donné par Air Liquide, un leader mondial de la production d’hydrogène et Hype, la première flotte de taxis 100 % hydrogène. La flotte de Hype garantit une demande suffisante pour les stations Air Liquide à Paris et en région parisienne. Hype compte aujourd’hui 130 taxis en service, ce qui en fait la plus grande flotte de FCEV au monde.

Les trains à hydrogène circulent en Europe

Après son lancement réussi en Allemagne, Coradia iLint, le premier train au monde alimenté à l’hydrogène, s’étend maintenant à l’Autriche. Le train bleu vif développé par Alstom offre une alternative propre aux anciennes locomotives diesel polluantes sur les lignes non électrifiées. La région nord de l’Allemagne prévoit déjà d’acheter 14 autres de ces trains, tandis que la France prévoit d’exploiter son premier train alimenté à l’hydrogène d’ici 2022. Pour les gouvernements, le choix est évident car le coût d’exploitation des trains à hydrogène est bien inférieur à celui des trains diesel, même s’ils sont plus chers à l’achat.

Les camions à hydrogène sur la route

En juillet 2020, Hyundai Motor a expédié en Suisse les 10 premières unités de XCIENT Fuel Cell, le premier camion poids lourd au monde équipé d’une pile à combustible. L’entreprise prévoit de mettre en service 50 camions d’ici la fin de l’année et un total de 1 600 unités d’ici 2025. 

Cela fait partie d’un modèle commercial innovant établi par Hyundai : les camions seront loués aux opérateurs de camions commerciaux (tels que Coop et Migros, deux leaders de la grande distribution en Suisse) sur la base d’un paiement à l’utilisation. Les clients de la flotte commerciale n’ont donc pas besoin d’investissement initial et pourraient accélérer l’adoption des camions à hydrogène. Parallèlement, pour garantir un réseau de stations de ravitaillement, AVIA a ouvert sa première station de ravitaillement en hydrogène à Saint-Gall, en Suisse, qui a été inaugurée par Bertrand Piccard.

Le prix de l’hydrogène vert baisse

Bien que l’hydrogène soit l’élément le plus abondant dans l’univers, il n’est pas facilement disponible sur notre planète. Pour produire de l’hydrogène, différentes méthodes existent : utiliser des combustibles fossiles comme le pétrole et le charbon, qui émettent du CO2 dans l’air (hydrogène gris) ; utiliser le même procédé, mais en ajoutant des technologies de capture du carbone pour éviter les émissions de CO2 (hydrogène bleu) ; ou utiliser de l’électricité renouvelable pour alimenter un électrolyseur qui sépare l’hydrogène des molécules d’eau (hydrogène vert). Si l’hydrogène vert est la seule solution durable, son prix est bien plus élevé que celui de ses homologues bleus et gris.

Cependant, selon une nouvelle étude sur l’économie de l’hydrogène réalisée par IHS Markit, le prix de l’hydrogène vert baisse rapidement, principalement en raison des économies d’échelle et de la baisse des coûts des énergies renouvelables. Dans sa stratégie pour l’hydrogène, la Commission européenne a annoncé vouloir descendre le prix entre 1 et 2 €/kg pour l’hydrogène vert, ce qui le rendrait compétitif par rapport à l’hydrogène gris (actuellement environ 1,5 €/kg). L’Australie a un plan similaire, appelé programme “H2 under 2”, pour faire baisser le coût de l’hydrogène vert en dessous de 2 dollars australiens (1,40$)/kg.

Les entreprises de combustibles fossiles exploitent le potentiel de l’hydrogène

La transition écologique se fera beaucoup plus rapidement si elle ne laisse pas les entreprises sur le bord du chemin. Et un type particulier d’entreprises doit s’engager sur cette voie : les sociétés de services publics et les compagnies pétrolières, compte tenu de leur importance financière. L’hydrogène vert pourrait être une bonne solution pour les embarquer, et les dernières annonces montrent qu’elles sont prêtes à changer de cap.

Cette semaine encore, l’entreprise espagnole Iberdrola a annoncé la création d’une nouvelle unité commerciale visant à développer l’hydrogène vert pour alimenter l’industrie et les transports lourds. Elle a également dévoilé un projet de centrale solaire photovoltaïque de 100MW et de système de production d’hydrogène qui utilisera l’électrolyse pour convertir les énergies renouvelables en hydrogène. L’usine devrait être opérationnelle d’ici 2021 et réduire les émissions de dioxyde de carbone de 39 000 tonnes par an.

Récemment, Shell a annoncé des plans pour un gigantesque parc éolien offshore en mer du Nord dédié à la fabrication d’hydrogène vert. Le projet NortH2 aurait une capacité de 3 à 4 GW d’ici 2030, et prévoit de s’étendre à 10 GW d’ici 2040.

L’hydrogène est injecté dans nos infrastructures de gaz naturel

L’hydrogène est souvent considéré comme une solution pour décarboniser le secteur des transports. Mais il y a un autre domaine où l’H2 vert pourrait être une clé pour réduire les émissions de GES : la chaleur. Dans de nombreux pays développés, la principale source de chauffage est le gaz naturel, un combustible fossile. Au Royaume-Uni, par exemple, le chauffage représente un tiers des émissions de dioxyde de carbone. Afin de réduire ces émissions, de l’hydrogène pourrait être injecté dans le réseau de gaz naturel existant.

En janvier, le Royaume-Uni a lancé un projet test visant à injecter un mélange de 20 % d’hydrogène et de gaz naturel pour chauffer 100 maisons et 30 bâtiments de la faculté de l’université de Keele, dans le Staffordshire. Le projet HyDeploy est un essai qui vise à prouver que le mélange de 20 % d’hydrogène et de gaz naturel est “une alternative sûre et plus verte au gaz que nous utilisons actuellement”.

Le principal avantage de cette solution est que l’hydrogène peut utiliser l’infrastructure gazière existante, de sorte que les clients n’ont pas besoin de changer leurs appareils de cuisson ou de chauffage pour prendre le mélange, ce qui signifie moins de perturbations et moins de coûts.

Alors qu’actuellement, les entreprises de réseau britanniques sont autorisées à mélanger jusqu’à 0,1 % d’hydrogène dans le réseau de gaz, si ce mélange de 20 % est déployé à l’échelle nationale, il pourrait permettre d’éviter 6 millions de tonnes d’émissions de CO2 par an. 

L’innovation est en plein essor

Le nombre de technologies innovantes de l’hydrogène a considérablement augmenté ces dernières années. Des startups innovent afin de faciliter le transport de l’hydrogène, comme Hysilabs, sa production, comme Ergosup ou Atawey, ou son stockage, comme Aaqius. Nombre de ces technologies ont été labellisées par la Fondation Solar Impulse car elles soutiennent la transition énergétique et ont dépassé la phase de démonstration.

Ce ne sont là que quelques-uns des signes qui montrent que l’hydrogène est destiné à entrer dans notre vie quotidienne. Même si l’hydrogène a encore des défis à relever, il ne fait aucun doute qu’il jouera un rôle clé dans un avenir énergétique propre, sûr et abordable. Selon les Perspectives de l’économie de l’hydrogène du BNEF, l’hydrogène pourrait représenter jusqu’à 24% de la demande énergétique finale mondiale et pourrait créer 5,4 millions d’emplois d’ici 2050. Comme l’a déclaré Fatih Birol, directeur exécutif de l’Agence internationale de l’énergie, dans le rapport “The Future of Hydrogen” :

“L’hydrogène connaît aujourd’hui un essor sans précédent. Le monde ne devrait pas manquer cette chance unique de faire de l’hydrogène un élément important de notre avenir énergétique propre et sûr”.