L’hydrogène renouvelable rebat les cartes des équilibres énergétiques internationaux

Un extrait de « Géopolitique et hydrogène », par Anne-Sophie CORBEAU

Depuis la fin des années 2010, l’hydrogène est devenu un objet stratégique majeur dans les politiques énergétiques nationales. Il est en effet considéré comme un vecteur essentiel pour décarboner des secteurs difficiles, voire impossibles à électrifier directement, tels que la sidérurgie, la production de ciment, la pétrochimie, le transport maritime et aérien, ou encore une partie du transport routier lourd. Ses dérivés, comme l’ammoniac, le méthanol ou les carburants de synthèse, sont également appelés à jouer un rôle central dans l’atteinte des objectifs de neutralité carbone.

Un marché mondial encore embryonnaire, mais stratégique

Aujourd’hui, la production mondiale d’hydrogène reste largement dominée par les énergies fossiles. En 2021, environ 62 % de l’hydrogène produit provenait du vaporeformage du gaz naturel, 19 % de la gazéification du charbon, et 18 % d’une production issue des raffineries. Cette production génère près de 900 Mt de CO₂ par an, ce qui rend impérative sa décarbonation.

L’hydrogène renouvelable, produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable, demeure marginal. Fin 2022, la capacité mondiale installée par électrolyse atteignait environ 700 MW, soit à peine 0,1 % de la demande actuelle en hydrogène. Malgré des annonces ambitieuses, seule une faible part des projets envisagés a atteint une décision finale d’investissement, ce qui souligne l’écart entre les stratégies affichées et la réalité industrielle.

L’émergence d’un marché mondial de l’hydrogène bouleverse les rapports traditionnels de l’énergie. Une nouvelle géographie se dessine, avec un nombre limité de régions importatrices – principalement l’Europe et certaines parties de l’Asie – et une multitude de pays aspirant à devenir exportateurs. Contrairement au marché du gaz naturel liquéfié, le futur marché de l’hydrogène pourrait se caractériser par une concurrence intense entre exportateurs pour approvisionner quelques grands pôles de demande.

Des pays disposant de ressources renouvelables abondantes et peu coûteuses, comme le Chili, le Maroc, la Namibie ou encore l’Espagne et le Portugal, pourraient accéder à un rôle inédit d’exportateurs d’énergie renouvelable. À l’inverse, des États historiquement dominants dans les énergies fossiles cherchent à maintenir leur influence en misant sur l’hydrogène produit à partir de gaz naturel avec captage et stockage du CO₂.

Les enjeux spécifiques de l’hydrogène renouvelable

L’hydrogène renouvelable présente des atouts majeurs en matière d’intensité carbone, mais son développement est freiné par des coûts de production élevés. Ceux-ci sont aujourd’hui compris entre 4 et 8 dollars par kilogramme, contre environ 1 dollar par kilogramme pour l’hydrogène issu du vaporeformage sans captage du carbone. La réduction des coûts passe par trois leviers principaux : la baisse du coût des électrolyseurs, la diminution du prix de l’électricité renouvelable et l’amélioration de l’efficacité des technologies.

Au-delà de la production, le transport constitue un obstacle majeur. La faible densité énergétique volumétrique de l’hydrogène rend complexe et coûteux son transport sur de longues distances. Les scénarios prospectifs privilégient donc le transport sous forme de dérivés, notamment l’ammoniac, ou via des hydrogénoducs lorsque la proximité géographique le permet.

Le positionnement de la France et de l’Union européenne

La France a été l’un des premiers pays européens à publier un plan hydrogène, dès 2018, puis à l’actualiser dans le cadre des stratégies européennes. À l’échelle de l’Union européenne, la stratégie REPowerEU vise une consommation de 20 Mt d’hydrogène bas carbone en 2030, répartie entre 10 Mt produites localement et 10 Mt importées.

L’UE se distingue par une approche réglementaire structurante, fondée sur la définition précise de l’hydrogène renouvelable à travers les actes délégués de la directive RED III.

Ces textes encadrent strictement la qualification d’un hydrogène « renouvelable » en imposant trois conditions cumulatives :

• l’additionalité : l’électricité doit provenir, à partir de 2028, d’installations renouvelables nouvellement mises en service, datant de moins de 36 mois par rapport à l’électrolyseur, avec des exemptions prévues) ;
• la corrélation temporelle (la production d’hydrogène doit coïncider avec la production d’électricité renouvelable, d’abord sur une base mensuelle jusqu’en 2030, puis heure par heure) ;
• la corrélation spatiale (l’électricité doit être produite dans la même zone d’échange, ou dans une zone adjacente sous conditions de prix).

Ces  critères conditionnent l’accès au marché européen pour les producteurs étrangers et confèrent à l’Europe un rôle normatif majeur dans la structuration du futur marché mondial.

La France pourrait également jouer un rôle stratégique comme pays de transit, notamment avec le projet d’hydrogénoduc H2Med reliant la péninsule Ibérique au nord de l’Europe.

Une compétition technologique mondiale

Enfin, la géopolitique de l’hydrogène ne se limite pas aux flux énergétiques. Elle concerne aussi la maîtrise technologique des électrolyseurs ou encore des piles à combustible, ainsi que de toute la filière industrielle qui les soutient, depuis l’approvisionnement en matériaux critiques et leur transformation – y compris pour les énergies renouvelables –, jusqu’à la fabrication, l’industrialisation et le déploiement des équipements nécessaires, voire des technologies d’usage en aval.

L’Europe et la Chine concentrent aujourd’hui près de 80 % des capacités de production d’électrolyseurs, tandis que les États-Unis ont fortement renforcé leur attractivité industrielle avec l’Inflation Reduction Act.