L'hydrogène a un grand potentiel en tant que vecteur d'énergie sans carbone. Voici un aperçu de la dynamique qui sous-tend cette technologie largement applicable.
L'hydrogène pourrait jouer un rôle central en aidant le monde à atteindre l'objectif d'une économie nette de carbone.
zéro émission d'ici à 2050. En complément d'autres technologies, notamment les énergies renouvelables et les biocarburants, l'hydrogène a le potentiel suivant
pour décarboniser des industries telles que l'acier, la pétrochimie, les engrais, la mobilité des poids lourds (sur route et hors route), le transport maritime et l'aviation, ainsi que pour soutenir la production flexible d'électricité (entre autres applications). En 2050, l'hydrogène pourrait contribuer à plus de 20 % des réductions annuelles des émissions mondiales.
Le rôle potentiel de l'hydrogène dans la transition énergétique au sens large est étudié dans une série de rapports industriels rédigés conjointement par McKinsey et le Conseil de l'hydrogène, une initiative mondiale dirigée par des chefs d'entreprise et regroupant des membres de plus de 140 sociétés. Les rapports examinent, par exemple, comment la demande d'hydrogène pourrait remodeler les marchés actuels de l'électricité, du gaz, des produits chimiques et des carburants ; la nécessité d'augmenter la production d'hydrogène, en particulier d'hydrogène propre (fabriqué à partir d'énergies renouvelables ou de mesures visant à réduire les émissions) ; et ce qui doit se passer au cours de la prochaine décennie pour atteindre les objectifs de consommation nette zéro.
Le mouvement en faveur de l'hydrogène s'est accéléré au cours de l'année écoulée, comme l'indique le document suivant Aperçus sur l'hydrogène 20221, une perspective récemment publiée sur l'état de l'industrie de l'hydrogène. Les investissements et le développement de projets se sont accélérés. Toutefois, un déficit de financement subsiste.
Les cinq graphiques suivants montrent comment l'hydrogène pourrait jouer un rôle clé dans un avenir à faible teneur en carbone.
En 2050, l'hydrogène pourrait contribuer à plus de 20 % des réductions annuelles des émissions mondiales.
Partie de l'équation du zéro net
D'ici 2050, l'hydrogène propre pourrait contribuer à réduire les émissions de CO2 de sept gigatonnes par an, soit environ 20 % des émissions d'origine humaine si le monde reste sur sa trajectoire actuelle de réchauffement climatique.2 En complément d'autres technologies, telles que les énergies renouvelables et les biocarburants, l'hydrogène a le potentiel de décarboniser l'environnement et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
L'hydrogène peut être utilisé dans divers secteurs, par exemple : l'industrie (sidérurgie, synthèse de l'ammoniac pour la production d'engrais) ; la mobilité terrestre à longue distance (comme carburant pour les poids lourds) ; le transport maritime et l'aviation (pour produire des carburants synthétiques pour les navires) ; et le chauffage des bâtiments. L'hydrogène peut également être utilisé pour le stockage flexible à long terme
pour les réseaux électriques. L'industrie et les transports représentent la majeure partie du potentiel de réduction de l'hydrogène, qui a un potentiel cumulatif de réduction des émissions de 80 gigatonnes de CO2 jusqu'en 2050.
L'hydrogène propre peut contribuer à réduire les émissions de CO2 de 80 gigatonnes d'ici à 2050, la majeure partie provenant des utilisations industrielles et des transports.
L'investissement augmente
Plus de 680 projets d'hydrogène à grande échelle ont été annoncés dans le monde entier3 , ce qui représente
à $240 milliards d'euros d'investissements directs. Les projets concernent la production gigascale, l'utilisation industrielle à grande échelle, les transports et les infrastructures. En Europe, qui représente
Pour 314 des projets annoncés, l'hydrogène devrait jouer un rôle important dans la réalisation des objectifs de décarbonisation, avec une utilisation dans les applications industrielles, les transports et la production d'électricité. En Asie, la Chine représente environ la moitié du total des projets annoncés. Parmi les projets annoncés en Chine, la plupart sont axés sur l'utilisation de l'hydrogène dans les transports. En Amérique du Nord, la production d'hydrogène devrait contribuer à accroître l'offre nationale d'énergie à faible teneur en carbone dans de multiples applications.
En outre, des centres d'exportation d'hydrogène ont été annoncés en Afrique, en Amérique latine, au Moyen-Orient et en Océanie. Ces centres pourraient alimenter la demande croissante en Asie et en Europe, par exemple.
Plus de 680 projets d'hydrogène à grande échelle ont été annoncés dans le monde,
Un avenir plus propre
Aujourd'hui, la majeure partie de l'hydrogène est produite à partir de combustibles fossiles, ce que l'on appelle l'hydrogène gris. Exploiter le potentiel de l'hydrogène en tant que moyen de décarbonisation
L'utilisation de cet outil nécessitera une augmentation significative du nombre d'utilisateurs de l'outil.
l'hydrogène propre, qui peut être produit
avec des énergies renouvelables (souvent appelé hydrogène vert) ou avec des combustibles fossiles combinés à des mesures visant à réduire considérablement les émissions, telles que le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (souvent appelé hydrogène bleu). La demande en
d'hydrogène propre pourrait atteindre environ 660 millions de tonnes métriques par an d'ici à 2050.
La production totale d'hydrogène vert et bleu prévue jusqu'en 2030 a atteint plus de 26 millions de tonnes métriques par an, un chiffre qui a pratiquement quadruplé depuis 2020. Les coûts de production de l'hydrogène propre devraient diminuer rapidement au cours de la prochaine décennie. Avec un coût de production d'environ $2 par kilogramme, l'hydrogène propre pourrait devenir compétitif dans de nombreuses applications.
Verdissage de l'acier
L'acier est l'une des industries qui émet le plus de CO2 au monde. En raison principalement de l'utilisation de charbon à coke dans le processus de production, l'acier représente environ 8 % des émissions annuelles mondiales. Bien que la transition nécessite un investissement initial, la fabrication d'acier à base d'hydrogène a le potentiel de réduire considérablement l'empreinte de l'industrie : l'acier devrait générer environ 8 % de la demande d'hydrogène propre en 2030, mais pourrait représenter près de 20 % des émissions évitées grâce à l'hydrogène cette année-là.4 Plus de 50 projets de fabrication d'acier avec des ambitions d'hydrogène vert ont été annoncés dans le monde entier, l'Europe étant le centre de la croissance précoce.
Au niveau mondial, 52 projets d'aciérie ayant des ambitions en matière d'hydrogène vert ont été approuvés.
a été annoncée, avec une croissance précoce centrée sur l'Europe.
a été annoncée, avec une croissance initiale centrée sur l'Europe.
Lacunes dans le financement
Malgré l'essor de l'hydrogène, il reste un important déficit d'investissement pour qu'il contribue pleinement à l'économie européenne.
à la décarbonisation. La réalisation d'une trajectoire vers le zéro net nécessitera des investissements directs supplémentaires de 1,4 milliard de tonnes d'ici 20305, ce qui permettra de combler l'écart entre les 1,4 milliard de tonnes de projets annoncés et les 1,4 milliard de tonnes de projets en cours de réalisation.
Les investissements nécessaires s'élèvent à $700 milliards d'euros. Le déficit d'investissement se répartit en trois catégories :
- - Production. La production d'hydrogène propre est le segment où le nombre d'investissements annoncés est le plus élevé, mais c'est aussi celui où les investissements sont les plus importants.
les besoins d'investissement les plus importants. Le déficit d'investissement actuel est d'environ $150 milliards jusqu'en 2030. - - Transmission, distribution et stockage. Les investissements dans cette partie de la chaîne de valeur sont essentiels pour permettre l'accès à des approvisionnements en hydrogène à des coûts compétitifs, par exemple en reliant les régions ayant les coûts de production les plus bas aux centres de demande, en développant des infrastructures de ravitaillement pour les véhicules ou en construisant des pipelines pour approvisionner les installations industrielles. Un déficit d'investissement de plus de $165 milliards d'euros subsiste.
- - Applications finales. Répondre à la demande prévue dans les diverses applications finales de l'hydrogène, y compris la production d'acier
et les transports, nécessiteront des investissements supplémentaires de $145 milliards, l'écart absolu le plus important se situant dans le domaine de la mobilité. Les nouvelles applications industrielles, telles que l'acier, nécessiteront des investissements importants, de l'ordre de 1,4 à 35 milliards d'euros, pour des dépenses telles que de nouvelles usines. Toutefois, l'acier est également l'un des segments les plus avancés parmi les investissements annoncés, avec environ la moitié des investissements nécessaires annoncés.
Un déficit d'investissement d'environ $460 milliards d'euros subsiste dans le secteur de l'hydrogène.
chaîne de valeur.
Comment les dirigeants peuvent-ils contribuer à maximiser le potentiel de l'hydrogène dans l'économie nette zéro ?
Pour que l'hydrogène devienne un acteur central de la transition énergétique, il est essentiel de passer à l'échelle supérieure au cours de la prochaine décennie. Les décideurs politiques et les chefs d'entreprise peuvent envisager des actions dans trois domaines clés :
- - Créer la demande. Les entreprises pourraient jouer un rôle en prenant des engagements de transition à l'échelle du secteur, tandis que les décideurs politiques pourraient créer des incitations, par exemple en introduisant des mécanismes de soutien direct et en imposant des quotas ou des objectifs.
- - Développer les infrastructures. Des investissements initiaux sont nécessaires pour développer des infrastructures à grande échelle permettant la distribution, telles que les pipelines et les infrastructures de ravitaillement.
- Augmentation de la production. La demande d'hydrogène n'atteindra une adoption massive sur le marché que lorsque l'approvisionnement en hydrogène propre à faible coût sera disponible. Cela nécessitera une augmentation de la capacité d'électrolyse et de la capacité d'énergie renouvelable correspondante, ainsi que la mise en place d'une infrastructure de captage, d'utilisation et de stockage du carbone. Plus tôt ces investissements dans la production à grande échelle seront réalisés, plus tôt l'hydrogène atteindra la compétitivité en termes de coûts.
Pour que l'hydrogène devienne un acteur central de la transition énergétique, il est essentiel de passer à l'échelle supérieure au cours de la prochaine décennie.
