Thematic Insights – L'hydrogène
Équipes Investment Insights et Investment & Portfolio Advisory, Wealth Management
Alors que la 26ème Conférence des Nations Unies sur le changement climatique (COP 26) est une priorité de l'agenda 2021, de nombreux pays à travers le monde réexaminent leurs stratégies pour décarboner leurs économies. Dans cette optique, le débat sur l’hydrogène concentre l’attention et revêt plusieurs aspects : l’hydrogène permet d’alimenter les moteurs électriques, de stocker l’énergie et de préserver les aliments. L'élément est salué comme le combustible du futur susceptible de contribuer à mettre fin à la dépendance aux combustibles fossiles tout en aidant à la transition vers le zéro émission nette. Mais que rend l’hydrogène si particulier ? Comment est-il structuré et utilisé ? Et quelles opportunités ce marché offre-t-il pour l’avenir ? Dans l'article suivant, Amaya Gutiérrez (Investment & Portfolio Advisor) et Laura Kuenlen (Investment Insights Product Specialist) explorent les réponses à ces questions.
Découvert en 1766 par le chimiste britannique Henry Cavendish, l’hydrogène est l’élément le plus petit, le plus ancien et le plus abondant dans l’univers. Il constitue jusqu’à 75 % de la matière normale et est essentiel à la vie : le soleil en est majoritairement constitué et il est présent dans la quasi-totalité des organismes vivants. Sur terre toutefois, l’hydrogène à l’état pur est extrêmement rare. Bien que présent partout, l’hydrogène, constitué d’un proton et d’un électron, se retrouve sous la forme d’un composé associé à d’autres éléments, comme l’eau, le charbon ou le méthane. C'est pourquoi l’agence américaine d’information sur l’énergie (EIA) définit l’hydrogène comme un vecteur et non une source d’énergie : l’hydrogène doit être isolé et produit à partir d’une source d’énergie pour être en mesure de transporter de l’énergie d’un lieu à un autre.[1] Comment donc l’hydrogène est-il produit ? Pour en savoir plus, nous vous renvoyons à notre entretien avec Linde, le leader mondial des gaz industriels.
Comme l’explique Linde, l’hydrogène est un gaz incolore mais une couleur lui est attribuée en fonction de la source d’énergie utilisée pour le produire. Au terme du processus de sa production, l’hydrogène devient un combustible propre qui produit uniquement de l’eau (H2O) au lieu du dioxyde de carbone (CO2). La production d’eau découlant du processus de combustion est le principal pilier autour duquel s’articule actuellement l’économie de l’hydrogène.
Les autres avantages de l’hydrogène sont notamment les suivants :
- présence abondante sur Terre (alors que les réserves de gaz naturel et de pétrole diminuent),
- capacité à pouvoir être produit indépendamment des conditions météorologiques, et
- usage polyvalent dans de nombreux secteurs.
Avec l’accélération des ambitions climatiques, l’hydrogène fait de plus en plus figure de pilier clé dans les stratégies de transition énergétique. Les particuliers, les entreprises et les gouvernements s’engagent à réduire leurs émissions de carbone afin de se conformer aux objectifs fixés dans l’accord de Paris signé en 2015. En résumé, cet accord visait à éviter les effets néfastes du changement climatique en limitant le réchauffement mondial à un niveau bien inférieur à 2°C (par rapport aux niveaux pré-industriels) tout en s’efforçant de le limiter à 1,5°C. Les pays qui à ce jour se sont engagés à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050 accumulent actuellement 70 % des émissions au niveau mondial et plus de 30 pays disposent désormais de stratégies relatives à l’hydrogène.[2] Les politiques publiques, les investissements et les mesures économiques plus générales visant à soutenir ces stratégies en sont encore à un stade précoce, bien que les gouvernements (l'Allemagne en tête) aient annoncé que 11,4 milliards de dollars[3] de financements nationaux seront consacrés chaque année à des projets d’hydrogène au cours des 10 années à venir. Si cette promesse est tenue, la dépendance à aux combustibles fossiles devrait diminuer de 82 à 25% de l’énergie actuellement consommée au niveau mondial d’ici 2050. Le recours aux combustibles fossiles pourrait ensuite être progressivement limité à la production de plastique ou aux secteurs qui ne disposent d’aucune source d’énergie alternative. Dans cette équation, l’hydrogène pourrait satisfaire jusqu’à 25 % de la demande mondiale d’énergie selon les prédictions les plus optimistes.[4]
Actuellement, quelques 120 millions de tonnes d’hydrogène sont produites chaque année[5], dont une majorité utilisée en tant que produit chimique dans les secteurs du raffinage pétrolier et des engrais (voir notre entretien avec Linde pour la répartition). Ce chiffre devrait être multiplié par cinq (à 614 millions de tonnes d’ici 2050) du fait de l’utilisation de l’hydrogène dans des secteurs à forte intensité énergétique difficiles à décarboner comme le transport maritime ou la sidérurgie. Pour créer une économie neutre en carbone, la majeure partie de cet hydrogène devra être produite à partir de sources renouvelables. La technologie existe déjà pour le processus d’électrolyse, qui permet de dissocier l’eau en hydrogène et en oxygène, alimenté par une énergie renouvelable qui ne produit aucune émission carbone.
Jusqu’à présent, les coûts ont constitué le principal obstacle à la généralisation de l’hydrogène. Des initiatives visant à les réduire sont en cours, comme le projet Green Hydrogen Catapult des Nations Unies. Ce projet, lancé par les plus grands développeurs mondiaux d’hydrogène vert, vise à réduire le prix de l’hydrogène de moitié environ, à 2 dollars le kilo (soit l’équivalent de 50 dollars par mégawatt-heure) d’ici 2026. Le gouvernement américain a également mis en place des programmes visant à rendre la production d’hydrogène plus abordable, notamment via le US Hydrogen Energy Earthshot qui via son programme « 1,1,1 » entend réduire le prix de l’hydrogène propre de 80 %, à 1 dollar le kilo d’ici 2030, soit un cinquième de son prix au quatrième trimestre 2021.
L’économie naissante de l’hydrogène aura un impact sur de nombreux secteurs :
- La mobilité et le trafic, dans lesquels la compétitivité des modes de transport alimentés par des piles à hydrogène dépend du coût des piles à combustible et des stations de ravitaillement. En outre, le transport maritime et l’aviation ont peu d’options à leur disposition en termes de combustible faible en carbone et représentent une opportunité pour les combustibles à base d’hydrogène.
- Le chauffage et l’électricité domestiques, où l’hydrogène pourrait être intégré aux réseaux de gaz naturel existants, le plus prometteur portant sur les immeubles d’habitation et les espaces commerciaux, en particulier dans les villes densément peuplées. Les perspectives à plus long terme pourraient inclure son usage direct dans des chaudières ou des piles à combustibles prévues à cet effet.
- La production d’électricité, sachant que l’hydrogène est l’une des meilleures solutions de stockage d’énergie et qu’il peut être utilisé dans les turbines à gaz pour accroître la flexibilité du réseau d’électricité.[6]
- L’énergie et les matières premières industrielles, qui peuvent décarboner leurs productions grâce à l’hydrogène.
Selon une Étude de McKinsey, plus de 30 pays ont publié des feuilles de route dans le domaine de l’hydrogène et des gouvernements du monde entier se sont engagés à mobiliser des fonds publics pour soutenir la décarbonation via le recours aux technologies hydrogène. Pas moins de 359 projets à grande échelle ont été annoncés sur l’ensemble de la chaîne de production, et l’on estime que le total des investissements prévus à l’horizon 2030 atteindra 500 milliards de dollars. Les avancées technologiques rendent la production d’hydrogène moins onéreuse et plus efficiente, ce qui, associé aux engagements des gouvernements, contribue à la création d’une nouvelle économie de l’hydrogène. L’hydrogène est-il donc la solution pour atteindre l’objectif net-zéro ? Les perspectives de l’hydrogène semblent prometteuses et la possibilité que l’élément le plus abondant dans l’univers contribue finalement à la transition mondiale vers la neutralité carbone suscite de grands espoirs.
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[1] IEA, Net Zero by 2050 A Roadmap for the Global Energy Sector, Juillet 2021
[2] IRENA, World Energy Transitions Outlook, 1.5° pathway, Juin 2021
[3] 2H2021 Hydrogen Market Outlook, Bloomberg New Energy Finance, Août 2021
[4] Hydrogen Council
[5] IRENA, Hydrogen: A Renewable Energy Perspective, Septembre 2019
[6] IEA, The Future of Hydrogen: Seizing today’s opportunities, Juin 2019
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