Dans le contexte de la transition énergétique, le hydrogène émerge comme un enjeu central, notamment en Espagne. Malgré des objectifs ambitieux, le chemin vers sa mise en œuvre est semé d’embûches. Cet article explore les défis, le soutien réglementaire, et le potentiel du hydrogène renouvelable dans la lutte contre le changement climatique.
Le rôle du hydrogène dans la transition énergétique
L’intérêt croissant pour le hydrogène comme vecteur énergétique s’explique par la nécessité d’atteindre la neutralité climatique promue par l’Accord de Paris de 2015. Cet accord global vise à limiter la hausse de la température mondiale bien en dessous de 2 ºC et à s’efforcer d’atteindre 1,5 ºC. Pour y parvenir, il ne suffit pas d’électrifier tous les secteurs possible; il est essentiel de recourir à des combustibles renouvelables dans des domaines difficiles à électrifier.
Dans ce cadre, le hydrogène, en particulier celui produit à partir de sources renouvelables, se positionne comme une pièce maîtresse pour décarboniser des secteurs difficiles d’accès : les processus industriels à haute température, la production d’acier, la fabrication d’engrais, les carburants pour l’aviation, le transport maritime, ainsi que certaines applications pour le transport lourd. Les dérivés du hydrogène — comme l’ammoniac, le méthanol ou les combustibles synthétiques — permettent également de transporter de l’énergie sur de longues distances et de servir de carburant dans des applications où le hydrogène pur n’est pas pratique.
Bien que l’utilisation du hydrogène ne soit pas nouvelle — il est massivement exploité depuis des décennies dans le raffinage du pétrole, la production d’engrais, la synthèse de méthanol et d’autres applications chimiques —, le défi consiste à remplacer le hydrogène fossile, principalement issu du gaz naturel ou du charbon, par du hydrogène à faibles émissions et à élargir son usage à de nouveaux secteurs.
La voie de production à faible émission la plus surveillée est l’électrolyse de l’eau alimentée par de l’électricité renouvelable. Ce processus relativement simple divise l’eau en hydrogène et oxygène. Lorsque l’électricité provient de sources éoliennes, solaires ou autres énergies renouvelables, le résultat est du hydrogène vert. Cependant, la technologie ne suffit pas ; il est crucial de garantir des conditions telles que l’adéquation et la correspondance temporelle entre l’électricité renouvelable et l’électrolyseur pour éviter des rejets indirects de l’énergie.
Bien que le potentiel du hydrogène soit immense, il convient de tempérer les attentes à court terme. Créer un nouveau secteur énergétique mondial nécessite un temps considérable pour développer des technologies, réduire les coûts, établir des réglementations, consolider des chaînes d’approvisionnement et surtout, générer une demande réellement durable.
Production et consommation de hydrogène électrolytique en Espagne
L’Espagne se distingue parmi les pays européens avec de grandes ambitions en matière d’hydrogène renouvelable. La mise à jour du PNIEC (Plan National Intégré de l’Énergie et du Climat) vise un objectif de capacité d’électrolyse de 11 GW d’ici 2030, presque le triple de l’objectif précédent de 4 GW fixé dans la Feuille de Route du Hydrogène Renouvelable de 2020. Cette décision n’est pas fortuite; elle résulte d’une multitude de projets récemment annoncés qui cherchent à tirer parti des abondantes ressources solaires et éoliennes du pays pour en faire un grand producteur et exportateur d’hydrogène.
La Cátedra de Estudios sobre el Hidrógeno de l’Université Pontificia Comillas maintient une base de données sur les projets annoncés depuis 2020, en s’appuyant sur des sources telles que l’Agence Internationale de l’Énergie et l’Association Espagnole de l’Hydrogène. À ce jour, elle recense 166 projets de production d’hydrogène renouvelable en Espagne, avec une capacité combinée d’environ 22 GW d’électrolyse, soit le double de l’objectif établi par le PNIEC.
En examinant en profondeur l’état des projets, le tableau se clarifie. Seuls environ 3 % de ces projets sont réellement opérationnels, 5 % sont en construction et environ 23 % ont obtenu un type de financement public (national ou européen), tandis que plus de 70 % demeurent au stade de conception ou d’étude de faisabilité. En termes de capacité installée, moins de 1 % est en opération ou en construction, la majorité se trouvant entre la phase de planification et de subventions partielles, illustrant ainsi l’écart considérable entre les annonces et la réalité concrète.
Concernant les usages finaux, bien que l’information soit parfois diffuse, il est clair qu’une grande partie de la capacité prévue est axée sur le secteur industriel. Des projets sont en cours pour le raffinage, la production d’ammoniac, de méthanol, d’acier vert, ainsi que pour la génération de chaleur industrielle ou la fabrication de matières premières chimiques diverses. De nombreux projets touchant au transport ont également été annoncés, bien que beaucoup d’entre eux affichent une faible capacité d’électrolyse.
Parmi les volumes, les projets de production d’ammoniac vert se distingue particulièrement, tant pour la consommation interne que pour l’exportation, avec des initiatives telles que le projet HyDeal.
Subventions européennes pour le hydrogène renouvelable
Le succès précoce (bien qu’encore modeste) du secteur de l’hydrogène repose sur un important réseau de soutiens publics européens, conçu pour stimuler les technologies à faibles émissions. L’Union européenne (UE) a mis en place plusieurs instruments essentiels, parmi lesquels le Fonds d’Innovation, le Banque Européenne du Hydrogène et les Projets Importants d’Intérêt Commun Européen (IPCEI) liés à l’hydrogène.
Le Fonds d’Innovation, financé par le système commercial d’émissions de l’UE, vise à soutenir des technologies de décarbonisation avancées. Il propose des lignes pour des projets à petite et grande échelle, cibles de capital dépassant 7,5 millions d’euros. Au fil des appels d’offres, le hydrogène a progressivement accaparé l’attention, avec des projets concentrés initialement, avant d’inclure plusieurs initiatives de grande envergure dans la troisième vague. En effet, cinq projets espagnols ont été approuvés comme grands bénéficiaires.
La Banque Européenne du Hydrogène, annoncée en 2022, est également un pilier majeur de ce soutien. Elle est également financée par le Fonds d’Innovation et se concentre exclusivement sur des projets d’hydrogène renouvelable ou à faibles émissions. Son mécanisme phare est la mise aux enchères de primes à la production.
La Commission Européenne a récemment annoncé une deuxième mise aux enchères de la Banque, avec un budget accru de 1,2 milliard d’euros et un prix plafond de 3,5 €/kg de hydrogène, ajustant ainsi les conditions et les exigences pour rendre ces incitations encore plus attrayantes et efficaces.
Soutiens nationaux pour le hydrogène : PERTE ERHA et autres programmes
Sur le plan national, l’Espagne a structuré une grande partie de ses aides liées à la transition énergétique à travers le Plan de Récupération, Transformation et Résilience (PRTR). Ce plan contient environ 163 milliards d’euros, répartis sur six ans, et s’appuie sur les PERTE comme axe central pour mobiliser des investissements dans des secteurs stratégiques.
Le hydrogène est principalement intégré dans le PERTE ERHA, qui, dans sa version originale, prévoyait 6,6 milliards d’euros, dont 1,555 milliard destinés spécifiquement au hydrogène. Avec une extension ultérieure, le budget total a été porté à près de 10,8 milliards d’euros, avec environ 3,2 milliards alloués à ce vecteur énergétique.
La financiarisation du hydrogène renouvelable a été structurée en quatre lignes principales : un premier axe axé sur la R&D et l’innovation; un second pour créer de grands clusters ou vallées de hydrogène ; un troisième pour des projets pionniers et un dernier facilitant l’implication espagnole dans des projets européens comme les IPCEI.
À ce jour, plusieurs appels d’offres liés au PERTE ERHA ont été résolus, avec un budget exécuté d’environ 624 millions d’euros. Parmi les projets financés, 39 portent directement sur la production d’hydrogène, accumulant une capacité totale de 772 MW d’électrolyse, dont l’entrée en service est prévue entre 2025 et 2026 si les délais de construction sont respectés.
Défis technologiques, économiques et de ressources
En dépit des ambitieux objectifs fixés, le secteur de l’hydrogène est confronté à des défis substantiels. Ceux-ci incluent la nécessité de réduire les coûts, une gestion efficace des ressources en eau, le développement d’une demande forte et la création d’infrastructures de transport et de stockage.
L’un des principaux obstacles est économique : les coûts de production du hydrogène renouvelable demeurent élevés par rapport à ceux des alternatives fossiles. La prime verte, qui réfère à la différence entre le coût du hydrogène à faibles émissions et le coût des combustibles traditionnels, varie considérablement d’un secteur à l’autre. La nécessité de réduire le coût à long terme du hydrogène (LCOH) dépend de plusieurs éléments, notamment d’optimiser l’investissement dans les électrolyseurs et d’améliorer le design de l’installation pour maximiser les heures de fonctionnement.
Les coûts variables, principalement le coût de l’électricité, représentent entre 60 % et 70 % du coût total de production. La régulation européenne impose également que l’électricité utilisée soit certifiée renouvelable, ajoutant une dimension supplémentaire à la gestion de l’énergie.
Un autre défi, souvent négligé, est l’accès à l’eau, essentielle à l’électrolyse. Bien que le coût économique de l’eau soit généralement faible, son accès physique peut être restreint dans des zones de stress hydrique. Les estimations de consommation indiquent que même avec l’atteinte de 11 GW d’électrolyse, le volume nécessaire serait modeste comparé aux exigences agricoles ou urbaines.
Demande, infrastructures et chaîne de valeur
La production de hydrogène n’a de sens que si une demande existe. Dans les secteurs qui utilisent déjà le hydrogène, la transition implique simplement de remplacer le hydrogène fossile par du renouvelable. Le défi se pose dans les nouveaux usages comme les carburants, où le paysage est plus incertain, notamment pour le transport lourd.
La compétitivité du hydrogène face à d’autres solutions renouvelables, comme le biogaz, aggravera la nécessité d’une solide infrastructure de transport. Traditionnellement, le hydrogène était produit et consommé sur place. Le nouveau modèle nécessite un développement d’une chaîne logistique appropriée, notamment des pipelines spécifiques, du blending dans des réseaux de gaz existants, ainsi que du transport maritime.
La logistique exige également une industrie auxiliaire forte, comprenant des fabricants d’électrolyseurs, de compresseurs, ainsi que des entreprises d’ingénierie et de service spécialisées. En consolidant une chaîne d’approvisionnement compétitive, l’Espagne peut réduire sa dépendance à l’extérieur tout en ouvrant des opportunités d’exportation liées au hydrogène renouvelable.
Le développement du hydrogène renouvelable avance donc sur trois volets : ambition climatique, soutien financier, et capacité technologique et industrielle, tandis que les statistiques dévoilent progressivement ce mouvement dans la construction d’une économie de l’hydrogène.
Mon avis :
L’hydrogène joue un rôle crucial dans la transition énergétique, notamment pour la décarbonisation des secteurs difficiles comme l’acier et la navigation. Cependant, malgré des ambitions élevées en Espagne avec 22 GW de projets annoncés, seuls 3 % sont opérationnels, illustrant un fossé entre promesses et réalisations. Les défis techniques et financiers persistent, nécessitant des investissements publics et privés pour permettre la maturation de ce secteur prometteur.
Les questions fréquentes :
Quel est le rôle du hydrogène dans la transition énergétique ?
Le hydrogène est essentiel pour atteindre la neutralité climatique, comme stipulé dans l’Accord de Paris de 2015. Il aide à décarboniser des secteurs difficiles à électrifier, tels que la production de chaleur industrielle, la fabrication d’acier ou les combustibles pour le transport maritime. En utilisant du hydrogène produit à partir de sources renouvelables, il est possible de réduire les émissions de CO2 tout en répondant à la demande énergétique croissante.
Quelle est la situation actuelle de la production de hydrogène en Espagne ?
L’Espagne ambitionne de devenir un leader dans la production de hydrogène renouvelable, avec un objectif de capacité d’électrolyse de 11 GW d’ici 2030. Actuellement, 166 projets sont annoncés, mais seulement environ 3 % de ceux-ci sont en opération. La plupart des projets sont encore en phase de conception ou d’étude de faisabilité, ce qui montre un écart significatif entre les annonces et la réalité.
Comment l’Union Européenne soutient-elle le développement du hydrogène ?
L’UE a mis en place plusieurs instruments de financement pour soutenir le développement des technologies bas carbone, notamment le Fonds d’Innovation et le Banco Europeo del Hidrógeno. Ces programmes offrent des subventions pour des projets de production de hydrogène renouvelable, avec des financements importants pour stimuler l’innovation et la recherche dans ce secteur afin de favoriser des investissements durables.
Quels sont les principaux défis auxquels le secteur du hydrogène est confronté ?
Le développement du hydrogène rencontre plusieurs défis majeurs, notamment la réduction des coûts de production, l’accès à l’eau pour l’électrolyse et le développement de l’infrastructure nécessaire pour le transport et le stockage. De plus, il est essentiel de créer une demande réelle pour que les projets soient viables, ce qui nécessite des contrats à long terme et des garanties pour les investisseurs.
