L’hydrogène vert, un acteur essentiel de la transition énergétique

Contenu original : AXA IM

Qu’est-ce que l’hydrogène vert ?

L’hydrogène est un gaz qui ne produit aucune émission de carbone nocive lorsqu’il est utilisé comme carburant. Il est plus facilement stockable et transportable que d’autres types d’énergies renouvelables, telles que le solaire ou l’éolien. On l’utilise déjà comme matière première pour fabriquer les engrais et pour éliminer le soufre lors du raffinage des carburants, mais l’éventail de ses utilisations pourrait encore être élargi, notamment dans des secteurs potentiellement plus difficiles à décarboniser, comme le transport maritime ou aérien. Selon BloombergNEF, l’hydrogène pourrait même satisfaire jusqu’à 24 % des besoins mondiaux en énergie d’ici 20501 ; le Groupe d’experts intergouvernemental sur le changement climatique, quant à lui, souligne le rôle important que ce gaz peut jouer dans la réduction des émissions2.

Pourtant, du point de vue de la durabilité, les choses ne sont pas si simples. Une autre source d’énergie est nécessaire pour produire de l’hydrogène à partir de matières premières, et la moins chère d’entre elles (et la plus fréquemment utilisée) est le gaz naturel, un combustible fossile. Si le recours à l’hydrogène est une solution respectueuse de l’environnement, en revanche sa production, elle, l’est parfois beaucoup moins. Il existe toutefois une autre manière de produire de l’hydrogène, par électrolyse, c’est-à-dire en divisant les molécules d’eau, à l’aide d’électricité renouvelable : dans ce cas, aucune émission de carbone n’est générée. On obtient alors de l’ « hydrogène vert », une énergie propre pouvant être utilisée pour alimenter les véhicules et les avions, chauffer les bâtiments et soutenir l’industrie lourde.

Utiliser de l’électricité renouvelable pour produire de l’hydrogène vert reste malheureusement onéreux – entre 3 et 8 dollars par kilogramme, contre 0,50 à 1,7 dollar par kilogramme pour les combustibles fossiles, selon les chiffres de l’AIE en 2021.5 Un procédé qui, pour de nombreux secteurs, n’est pas encore rentable, même si l’étude de l’AIE s’appuie sur des données antérieures à l’invasion de l’Ukraine par la Russie, qui a fait exploser le prix du gaz naturel. L’Agence internationale de l’énergie prévoit toutefois que le coût de production de l’hydrogène vert pourrait tomber à un tiers environ de son niveau actuel grâce à des investissements continus, à l’innovation technologique et à un déploiement accru entraînant des économies d’échelle ; l’hydrogène vert deviendrait alors réellement compétitif par rapport à l’hydrogène gris, compte tenu surtout de la récente flambée des tarifs du gaz naturel.

Selon BloombergNEF, le coût de l’hydrogène vert sera inférieur à celui du bleu d’ici 20306, tandis que l’Agence internationale pour les énergies renouvelables prévoit que les deux pourraient être compétitifs en termes de coût à la même échéance7.

Les politiques publiques et les entreprises ouvrent la voie

Partout dans le monde, les gouvernements sont déjà en train de déployer des stratégies axées sur l’hydrogène propre. En 2020, la Commission européenne et le ministère américain de l’Energie ont rendu publics des programmes énergétiques visant à combiner d’un côté la recherche et l’innovation, et de l’autre la production et les infrastructures. L’an dernier, les Etats-Unis ont également affirmé leur intention de réduire de 80 % en dix ans le coût de l’hydrogène propre8, et le président Biden a annoncé un plan de financement de 9,5 milliards de dollars pour l’industrie de l’hydrogène9.

Le Japon a été le premier pays à publier une stratégie en matière d’hydrogène, en 201710. De son côté, la Chine, premier émetteur mondial de gaz à effet de serre, s’est fixé cette année un nouvel objectif axé sur l’hydrogène vert11, et la Banque mondiale travaille avec les pays en développement pour accélérer la mise en œuvre de projets dans ce domaine12.

Les entreprises pourraient bénéficier d’un soutien de l’Etat à l’innovation et à la technologie pour financer leurs propres projets, ce qui offrirait de nouvelles opportunités aux investisseurs. L’Allemagne, par exemple, s’est engagée à injecter 8 milliards d’euros dans des initiatives en lien avec l’hydrogène, un capital qui devrait être complété par 33 milliards d’euros d’investissements privés13.

De nombreuses entreprises commencent à montrer la voie en ayant de plus en plus recours à l’hydrogène vert. Iberdrola, une société intégrée de fourniture d’électricité, construit actuellement l’une des plus grandes usines de production d’hydrogène vert à usage industriel en Europe, pour répondre aux besoins en matière d’énergie et de décarbonisation, contribuant ainsi à l’objectif du net-zéro. 

L’entreprise Ceres Power, qui met au point des unités de production d’électricité à partir de piles à combustible, a récemment annoncé un partenariat avec Shell pour élaborer un électrolyseur à oxyde capable de fournir de l’hydrogène vert à faible coût, destiné à une utilisation industrielle.

Un secteur énergétique en devenir

Le développement de sites de production d’hydrogène se heurte toutefois aux limites posées par l’infrastructure, le stockage et les délais de construction. A l’heure d’aujourd’hui, dans de nombreuses régions du monde, il n’existe encore aucune politique ou réglementation spécifiques et cohérentes propres à l’hydrogène ; des règles différentes s’appliquent en termes de transport, de stockage et de distribution, et la législation est parfois un peu floue. Pour les entreprises, les processus d’approbation peuvent donc prendre beaucoup de temps – jusqu’à une année dans certains cas – lors de la construction des sites de production, pourtant déterminants pour la mise à l’échelle commerciale de l’hydrogène vert qui nécessite des infrastructures de distribution et de stockage. Le stockage est un aspect crucial pour que cette énergie puisse être utilisée et transportée vers d’autres zones géographiques, permettant ainsi de constituer des réserves en cas de futurs pics de demande. 

Du point de vue des investisseurs, l’augmentation des investissements dans l’hydrogène est potentiellement une bonne nouvelle, aussi bien en ce qui concerne les actions des entreprises de la chaîne d’approvisionnement en énergie propre que les obligations d’Etat des pays qui pourraient en bénéficier.

A l’échelle mondiale, l’AIE recommande aux gouvernements de s’engager à faire baisser le coût de la production d’hydrogène vert, notamment par des mandats, des quotas, ou encore grâce à la tarification du carbone.

La croissance de l’hydrogène vert dépend en grande partie du développement de l’électricité renouvelable, mais pourrait également se heurter à un goulot d’étranglement à mesure que les industries seront de plus en plus nombreuses à recourir aux sources d’énergie propre. Il est donc crucial que les parcs éoliens et les centrales photovoltaïques se déploient à plus grande échelle, et plus rapidement qu’au cours de ces dernières années.

L’expansion de l’hydrogène vert suppose aussi de mettre sur pied des systèmes fiables et peu coûteux de stockage et de distribution, notamment en installant des points d’accès au plus proche des utilisateurs finaux, pour en faire un carburant facilement disponible et adapté à une large gamme d’usages. Les procédés de fabrication et le recrutement d’une main-d’œuvre qualifiée, ainsi que les normes et les réglementations, vont eux aussi devoir évoluer pour que l’hydrogène puisse être utilisé comme source d’énergie.

De nouvelles opportunités d’investissement

De nouvelles perspectives, potentiellement très prometteuses, pourraient émerger pour les investisseurs, et pas seulement dans les entreprises directement impliquées dans la fourniture d’énergie. Des opportunités se profilent tout au long de la chaîne d’approvisionnement, depuis les entreprises produisant les énergies renouvelables nécessaires à la fabrication de l’hydrogène vert jusqu’aux infrastructures de distribution (notamment les pipelines et les espaces de stockage), en passant par les fabricants de tous les composants du processus, sans oublier bien sûr les secteurs utilisant l’hydrogène comme source de carburant. 

En fin de compte, il ne fait aucun doute qu’une économie plus sobre en carbone engendrera une croissance économique plus forte, d’autant plus que la technologie de l’hydrogène est encore loin d’avoir exploité tout son potentiel14.

S’il ne faut pas sous-estimer les défis que représentent le passage de l’hydrogène gris à l’hydrogène vert, la rentabilité et les problèmes de stockage et de transport, il n’en reste pas moins, selon nous, que l’effort et l’investissement en valent la peine ; l’utilisation d’hydrogène vert dans les secteurs industriels du ciment, de l’acier et du transport maritime à longue distance, entre autres, contribuerait à réduire massivement les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Elle pourrait également soutenir l’industrialisation des pays en développement de façon plus durable.

Mais il faut pour cela faire évoluer les projets pilotes vers des solutions industrialisées à grande échelle, ce qui nécessite un financement important, un soutien politique et une mise en œuvre appropriée. Selon BloombergNEF, 150 milliards de dollars de subventions cumulées seraient nécessaires d’ici à 2030 pour développer l’hydrogène en tant que source d’énergie, tandis que le Hydrogen Council estime qu’un total de 700 milliards de dollars est nécessaire tout au long de la chaîne de valeur15.

Le déploiement de l’hydrogène vert implique également le développement d’infrastructures, la refonte des modèles industriels et de l’organisation locale et, bien entendu, un volume considérable d’énergie renouvelable. Autant d’éléments qui constituent de multiples opportunités pour les investisseurs, dans une grande variété de secteurs. L’hydrogène n’est peut-être qu’une pièce du puzzle dans la transition vers une société à faible émission de carbone, mais il s’agit selon nous d’une pièce cruciale.  

Et si les solutions et les technologies de l’hydrogène vert sont encore, pour le moment, largement conçues par des entreprises privées, de plus en plus d’entreprises cotées en bourse se mettent elles aussi à développer des projets en lien avec ce type d’énergie propre. Nous sommes convaincus qu’il existe un énorme potentiel en termes d’hydrogène vert pour les investisseurs capables d’adopter une vision à plus long terme.

Sources:

[1] Hydrogen Economy Outlook, March 2020, BNEF

[2] https://report.ipcc.ch/ar6wg3/pdf/IPCC_AR6_WGIII_FinalDraft_FullReport.pdf

[3] The hydrogen colour spectrum | National Grid Group

[4] Green hydrogen beats blue on emissions and financial cost, Australian study finds | Energy | The Guardian

[5] Global Hydrogen Review 2021 – Analysis - IEA

[6] 'Green' Hydrogen to Outcompete 'Blue' Everywhere by 2030 | BloombergNEF (bnef.com)

[7] World Energy Transitions Outlook: 1.5°C Pathway (irena.org)

[8] Hydrogen Shot | Department of Energy

[9] Bipartisan Infrastructure Legislation Signed into Law, Includes $9.5 Billion for Hydrogen Industry (prnewswire.com)

[10] Tapping Hydrogen’s Energy Potential | METI Ministry of Economy, Trade and Industry

[11] China sets green hydrogen target for 2025, eyes widespread use | Reuters

[12] Green Hydrogen: A key investment for the energy transition (worldbank.org)

[13] Germany to invest €8 bn in large-scale hydrogen projects – EURACTIV.com

[14] Why less carbon means stronger growth for the global economy | AXA IM Corporate (axa-im.com)

[15] Hydrogen Economy Outlook, BloombergNEF  / Hydrogen-for-Net-Zero.pdf (hydrogencouncil.com)

La version française est une traduction de l’article original en anglais, à des fins informatives exclusivement. En cas de divergences, l’article original en anglais prévaudra.

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