L’Hydrogen Council, principale organisation représentant la filière hydrogène dans le monde, vient de profiter de la COP23 pour présenter les résultats d’une étude réalisée pour son compte par le cabinet McKinsey sur le potentiel industriel de cette filière, et les innovations associées, pour la transition énergétique.

Cette « étude-manifeste », assez synthétique, détaille les applications possibles selon les industries (transport, industrie – énergie et matière première, chauffage & énergie des bâtiments, système énergétique, présentées sous l’angle de la contribution en termes de décarbonation, donc de contribution aux objectifs de limitation du changement climatique / réduction des émissions de gaz à effet de serre.

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À l’intersection des transports et du système énergétique, l’hydrogène peut jouer un rôle intéressant pour étendre l’électrification aux véhicules à usage intensif : taxis, bus, poids-lourds, trains (pour ceux fonctionnant actuellement au diesel sur des lignes non électrifiables) ; tout en rendant des « services » au réseau par le stockage d’énergies intermittentes qui devront être dimensionnées pour les usages maximum, donc produire de manière excédentaire à certains moments.

transport range H2.jpg

L’hydrogène est un vieux rêve de technologue, le symbole de la technologie qui révolutionne sans changer les usages. Au-delà des spécialistes du gaz, cette technologie a tout pour plaire aux pétroliers, aux constructeurs d’automobiles premium et de poids lourds (néanmoins certains comme Toyota ne savent plus trop où se positionner). Au moins autant que la voiture électrique, l’hydrogène a pourtant été jusqu’ici le symbole, aussi, de la technologie qui sans cesse promet la révolution, sans jamais parvenir à émerger.

En 2014, France Stratégie publiait une analyse sévère des perspectives actuelles de l’hydrogène à une échelle industrielle (étude complète ici). Il faut modérer cette sévérité en rappelant que les auteurs semblaient être dans une perspective extrêmement conservatrice dans laquelle le nucléaire reste l’énergie dominante, les renouvelables nouent un rôle accessoire, et l’avenir du véhicule thermique est assurée (pour longtemps) par l’amélioration des moteurs. Difficile dans ces conditions de voir un avenir brillant pour l’hydrogène. Néanmoins les auteurs pointaient deux obstacles majeurs, repris par d’autres, qui méritent d’être mentionnés :

  • Le défi de l’industrialisation pour obtenir des coûts de production et d’exploitation acceptables, accompagnée éventuellement de substantielles avancées scientifiques dans le domaine de la production décarbonée de l’hydrogène ;
  • L’efficacité énergétique et le contenu carbone de l’hydrogène : les méthodes industrielles actuelles ont un très mauvais bilan, ce qui oblige soit à faire de la captation (coûteuse) de CO2, soit à opter pour des techniques d’électrolyse qui n’ont pas encore atteint la maturité et souffrent d’un rendement énergétique (qui n’excède pas 70%) peu attrayant.

Le premier point trouve probablement sa réponse dans l’effort d’investissement massif envisagé par McKinsey pour la filière à horizon 2050 (plus de 20 Mds$ / an). Comme pour la filière du véhicule électrique (à batterie), un effet de bascule peut se produire le jour où suffisamment d’acteurs de poids sont convaincus d’investir massivement. En cela la filière hydrogène a probablement une dizaine d’années de retard sur celle du véhicule électrique en termes de maturité. Mais elle pourrait bénéficier, surtout dans les transports, de nombreux développements technologiques communs liés à la chaîne de traction, qui bénéficieront mécaniquement aux futurs véhicules hydrogène ou hybrides entre batterie et hydrogène.

TCO hydrogen H2 transport.jpg

Pour le second point, essentiel à mes yeux, je reste dans l’attente d’arguments crédibles et engagés sur la manière dont la filière va garantir qu’elle produit uniquement de l’hydrogène décarboné (et pas de l’hydrogène qui s’apparente au charbon quant à son contenu carbone), dans des conditions d’efficacité énergétique acceptables. D’après McKinsey, dans le cas défavorable, un véhicule hydrogène a un bilan carbone sur son cycle de vie 25-30% moindre qu’un véhicule thermique de 2015, donc assez proche d’un véhicule thermique de 2030 (vous savez, la dernière génération de véhicules thermiques qui sera produite !). Qu’elle sera grande la tentation de produire de « l’hydrogène noir » à moindres frais dès que possible. Il s’agit du principal verrou à lever pour crédibiliser la filière et déclencher un effet de bascule suffisamment puissant pour en faire un élément crédible du système énergétique (et de mobilité) des années 2050.

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Il y a urgence néanmoins à clarifier ces deux points, car Elon Musk, qui manifestement n’aime guère l’hydrogène, s’attaque déjà au stockage d’énergie pour le réseau électrique et au marché des poids lourds… des applications habituellement envisagées pour l’hydrogène ! Tandis que son nouveau Roadster et son Semi promettent d’ores et déjà une autonomie EPA supérieure à 600km, la limite maximal envisagée par McKinsey pour 2030. Même avec les retards de production habituels de Tesla, McKinsey risque de se trouver pris en défaut au moins sur cette prévision. Espérons pour eux qu’ils aient été plus clairvoyants sur les perspectives offertes par l’hydrogène 😉

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