La course à la neutralité carbone a franchi un cap majeur avec l’engagement des deux plus grands émetteurs de carbone au monde, la Chine et les États-Unis, aux objectifs de l'accord de Paris sur le climat, à l’instar des autres grands pays.
Par Randeep Somel, CFA – Portfolio Manager
Les objectifs sont fixés mais ils nécessitent un cadre politique pour mener ces pays vers la voie de la neutralité carbone au cours des trois prochaines décennies.
Si le passage à des sources d’énergie renouvelables pour la production d’électricité et l’électrification des véhicules particuliers permettront de réduire considérablement les émissions mondiales, ces mesures ne suffiront pas, car il existe des activités à forte intensité de carbone pour lesquelles le passage à l’électrification ne présente aucun intérêt pratique ou économique.
Dans le secteur des transports, les véhicules utilitaires lourds, le transport aérien et le transport maritime sont responsables de 19% des émissions mondiales de CO2 et il n’existe actuellement aucun moyen d’électrifier ces activités. Le coût et le poids des batteries, même avec des avancées technologiques continues, signifient qu’il est peu probable que l’électrification soit une solution d’ici 2050 pour ces secteurs.
Dans l’industrie, la production d’acier et de ciment représente 16% des émissions mondiales et ces secteurs ne disposent pas non plus de pistes viables vers l’électrification.
Nous avons donc besoin d’un combustible non fossile à haute densité pour prendre le relais du pétrole et du charbon. L’alternative émergente est l’hydrogène.
Pas de trace de carbone
Il existe de nombreuses nuances d’hydrogène: bleu, brun, vert, pour n’en citer que quelques-unes. Si certaines méthodes de production d’hydrogène émettent du carbone dans le cadre du processus, d’autres ne le font pas.
Nous disposons désormais de la technologie permettant de produire de l’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables sans carbone, telles que l’énergie éolienne et solaire. Les électrolyseurs, qui transforment l’énergie renouvelable en hydrogène, ont atteint un niveau de développement tel qu’ils sont capables de monter et de descendre rapidement en puissance, en tenant compte de l’intermittence des sources d’énergie renouvelables, afin de capter l’énergie produite.
La société britannique ITM Power est le leader du développement d’électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) qui convertissent l’énergie renouvelable en hydrogène vert sans carbone. La capacité de production de son usine de Sheffield est en train d’augmenter.
La pile à combustible constitue l’autre aspect de la technologie. C’est là que l’hydrogène est reconverti en une forme d’énergie utilisable, telle que l’électricité.
Substituer des véhicules à hydrogène aux véhicules à combustion traditionnels reste aujourd’hui plus coûteux.
Toutefois, les coûts continuent de baisser. L’entreprise britannique Ceres Power, qui développe des piles à combustible viables, a considérablement réduit le coût de ces dernières grâce à sa conception innovante: la pile à combustible est fabriquée à 90 % en acier, le reste étant essentiellement composé de céramique. Grâce à cette innovation, elle a supprimé l’utilisation de matières premières coûteuses, telles que les métaux du groupe du platine, qui augmentaient considérablement les coûts.
Nous pourrions nous attendre à ce que dans les cinq prochaines années, les camions fonctionnant à l’hydrogène soient moins chers à posséder et à exploiter que les camions à combustion actuels.
La chaîne d’approvisionnement
Si l’électrolyseur et la pile à combustible sont des éléments essentiels à la production et à la conversion de l’hydrogène, toute une chaîne d’approvisionnement doit être mise en place pour que ce processus fonctionne et soit économiquement viable. Cela va des producteurs d’énergie renouvelable aux fabricants de produits en aval qui utiliseront désormais l’hydrogène pour remplacer les combustibles fossiles, en passant par les gazoducs industriels et le transport.
Ces investissements dans l’infrastructure et la chaîne d’approvisionnement ont déjà commencé. Par exemple, le plus grand producteur mondial d’éoliennes en mer, Orsted, s’est associé à ITM Power pour piloter l’installation d’électrolyseurs sur ses parcs éoliens. Des entreprises telles que la société italienne de pipelines SNAM et la société mondiale de gaz industriels Linde ont pris des participations directes dans ITM Power et ont signé des contrats pour travailler avec eux afin d’intégrer des électrolyseurs dans leurs propres infrastructures.
La société pétrolière Shell est aujourd’hui le plus gros client d’ITM Power, qui déploie d’importants capitaux pour construire ses stations de ravitaillement en hydrogène en prévision de l’abandon progressif des véhicules à combustion.
De même, avec Ceres Power, le conglomérat industriel chinois Weichai et la société allemande d’ingénierie et de technologie Robert Bosch ont tous deux pris des participations directes et signé des contrats de licence sur la propriété intellectuelle de Ceres Power.
En outre, des constructeurs mondiaux de véhicules et d’équipements lourds tels que Honda, Toyota et Doosan ont également signé des accords avec Ceres Power afin d’obtenir une licence pour leur propriété intellectuelle et d’intégrer leurs piles à combustible innovantes dans leurs propres véhicules.
L’avenir de l’hydrogène vert
Le potentiel de marché de l’hydrogène vert représente aujourd’hui environ 2 gigawatts (GW) ou 1,6 milliard de dollars. L’UE à elle seule vise environ 6 GW en 2024 et environ 40 GW d’ici 2030.
La politique britannique en matière de carbone devrait être annoncée début de 2022. Avec l’engagement des États-Unis et de la Chine aux objectifs climatiques de Paris, l’ensemble des politiques en matière de carbone dans le monde devraient continuer à évoluer. À l’approche de la COP26 qui se tiendra à Glasgow en novembre cette année, il faut s’attendre à ce que d’autres pays intègrent l’hydrogène dans leurs objectifs.
Les principaux obstacles à l’adoption de l’hydrogène vert restent le développement des infrastructures et les niveaux de coûts actuels.
Mais il est assez révélateur d’avoir vu les prix de la production d’énergie éolienne en mer chuter de 89% au cours de la dernière décennie. Des investissements considérables ont été réalisés lorsque cette énergie s’est révélée être la principale alternative à la production d’énergie à partir de combustibles fossiles.
Tout porte à croire que l’hydrogène vert suivra une progression similaire, d’autant plus qu’il est reconnu comme la meilleure alternative aux activités qui ne peuvent être électrifiées.
Et en ce qui concerne l’infrastructure, les entreprises concernées par la décarbonisation ont déjà pris les devants en adaptant dès à présent leurs business model au futur. C’est généralement le meilleur vote de confiance qu’une nouvelle technologie puisse recevoir.
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