Engouement ou espoir ? L’hydrogène, entre potentiel prometteur et défis gigantesques

L’objectif climatique « zéro émission nette » est l’objet de la loi sur le climat et l’innovation. Qu’en est-il des solutions de décarbonation économiquement viables pour l’industrie et l’approvisionnement énergétique ? 

Swissmem soutient l’objectif zéro émission nette d’ici à 2050. La Suisse est le premier pays au monde à l’avoir légitimé démocratiquement. Nous voulons, nous pouvons être des précurseurs. Mais, selon les secteurs, le défi est énorme. 

Pour l’industrie tech, le casse-tête en termes de décarbonation réside dans la production de chaleur industrielle à haute température sans recourir aux énergies fossiles. Or cette production de chaleur est inévitable, en particulier dans l’industrie de transformation des métaux. Le potentiel d’électrification est certes important – probablement même plus important que ce que l’on pensait jusqu’à présent –, en particulier si les poêliers-fumistes s’orientent eux aussi davantage vers la recherche et le développement. Toutefois, pour certains processus métallurgiques, on continuera à l’avenir à dépendre d’un traitement de surface au gaz en raison de propriétés et d’exigences spécifiques.

Les entreprises membres de Swissmem couvrent aujourd’hui déjà près de deux tiers de leurs besoins énergétiques totaux au moyen de l’électricité. Une électricité « sans énergie fossile » à des prix compétitifs ainsi qu’une sécurité d’approvisionnement élevée sont les prémisses d’une place industrielle suisse tournée vers l’avenir. Avec la disparition de l’énergie nucléaire existante, il nous manquera à l’avenir une énorme quantité d’électricité propre – en particulier pendant les mois d’hiver, lorsque les installations photovoltaïques produisent trop peu et de manière peu fiable, et alors que les éoliennes ne sont pas construites en raison de problèmes d’acceptation.

De grands potentiels mais aussi beaucoup de désillusions

L’hydrogène vert peut en principe décarboner pratiquement tous les secteurs à forte consommation d’énergie et à fortes émissions et, en tant qu’agent énergétique stockable, il peut contribuer à une plus grande sécurité d’approvisionnement. Cela peut expliquer l’« engouement » pour l’hydrogène au cours des dernières années. Une citation de Michael Liebreich, expert international en énergies nouvelles, convient bien ici : « L’hydrogène est comme un couteau suisse, on peut presque tout faire avec... » Mais Michael Liebreich étudie également depuis des années ce qui est judicieux ou non d’un point de vue technico-économique, et l’illustre de façon très parlante sur son « échelle de l’hydrogène propre » (clean hydrogen ladder). C’est de là que découle la deuxième partie de la citation de M. Liebreich sur le couteau suisse : « ...mais pour la grande majorité des cas d’application, il y a finalement quelque chose de mieux que l’hydrogène. » Le couteau suisse permet par exemple d’ouvrir des boîtes de conserve – mais il existe quelque chose de plus efficace pour cela. Il en va de même pour le ponçage des clous, le serrage des vis, l’ouverture des lettres, etc. Des informations récentes de différents constructeurs de véhicules utilitaires lourds, qui gèlent leurs projets de véhicules propulsés à l’hydrogène, témoignent de cette « évaluation de la réalité » quelque peu décevante. Il reste néanmoins des applications spécifiques dans de nombreux secteurs où l’utilisation d’hydrogène devient inévitable. 

De la production d’hydrogène aux applications, en passant par son transport et son stockage, une chaîne de création de valeur prometteuse se met en place. L’industrie tech suisse, orientée vers l’exportation, pourra contribuer à l’échelle mondiale à l’exploitation de ce potentiel. 

Le « problème de la poule ou de l’œuf » freine l’industrie

L’utilisation de l’hydrogène pour la production de chaleur industrielle à haute température nécessite généralement de nouveaux fours compatibles avec l’hydrogène, ainsi que l’infrastructure périphérique nécessaire à sa manipulation en toute sécurité. Les coûts spécifiques de transformation du gaz naturel en hydrogène semblent être beaucoup plus élevés pour de nombreux consommateurs finaux, par exemple dans l’industrie de production ou sur un site industriel, que pour les fournisseurs de gaz pour la mise à niveau H₂ de l’infrastructure de gazoducs. Il n’est donc pas étonnant que l’industrie ait un peu de mal à estimer les besoins en hydrogène. De plus, personne ne prévoit d’investir des millions dans de nouveaux aménagements techniques de poêlerie-fumisterie et de nouvelles infrastructures de sécurité tant qu’il n’existe pas d’approvisionnement résilient et économiquement viable en hydrogène vert. Les investisseurs et les fournisseurs n’ont donc pas la certitude d’avoir des débouchés, ce qui les freine pour construire des capacités d’électrolyse ou des pipelines pour l’hydrogène – c’est le fameux « problème de la poule ou de l’œuf ». 

Constitution de clusters H₂ 

Les besoins futurs en hydrogène dépendront probablement d’une part des besoins en chaleur industrielle à haute température non électrifiable et d’autre part du développement de ce que l’on appelle les clusters H₂. Un cluster H₂ se caractérise par une chaîne de création de valeur H₂ intégrée verticalement et aussi élevée que possible au niveau local. Un cluster H₂ couvre ainsi les domaines de la production, de la distribution et de la consommation d’hydrogène dans un périmètre géographiquement limité. Citons comme exemple le H2-Hub Suisse, une plaque tournante pour l’hydrogène vert dans la région de Bâle et pour la Suisse. On peut partir du principe qu’il n’existe pas de limite stricte de température (élevée) pour la consommation d’hydrogène, mais que, dans les régions où l’hydrogène est utilisé pour des processus à haute température, l’industrie environnante a également recours à l’hydrogène à des températures plus basses. Il est donc là aussi essentiel que les acteurs de la chaîne de création de valeur H₂ se réunissent le plus rapidement possible pour former lesdits clusters. La nouvelle plate-forme d’Axpo « MATCH₂ », qui met en réseau les producteurs et les consommateurs potentiels d’hydrogène, y contribue largement. 

Prémisses de Swissmem pour une montée en puissance réussie de l’hydrogène

La politique doit créer des conditions-cadres praticables et si possible uniformes au niveau national pour l’ensemble de la chaîne de création de valeur H₂. Les producteurs d’hydrogène ont besoin de sécurité de planification et de perspectives de vente pour la construction d’installations de production et d’infrastructures de transport ou de conduites. L’industrie, en tant que consommatrice potentielle d’hydrogène, a besoin d’une demande significative de « produits verts », comme l’acier vert par exemple, à titre de garantie pour des investissements importants dans l’adaptation des infrastructures et dans des combustibles plus coûteux, ainsi que pour la recherche et le développement de solutions H₂ innovantes et évolutives. Étant donné que la Suisse sera encore plus dépendante des importations pour les gaz renouvelables que pour l’électricité, il est important de mettre en place un système de garantie d’origine (GO) « vert » et compatible avec l’UE, tel qu’il existe pour l’électricité. Afin de permettre une montée en puissance rapide et si possible parallèle des infrastructures d’hydrogène, il convient de fixer, pour une durée limitée, des critères de qualité H₂ qui ne soient pas trop stricts. Pour promouvoir la production la plus rentable et l’évolutivité de l’hydrogène vert, il faut rapidement une augmentation de la demande en hydrogène. Pour cela, l’utilisation d’hydrogène vert doit être possible « du point de vue comptable » via des GO ou selon le modèle « book&claim », indépendamment d’une importation physique.

Mesures utiles en tout état de cause

Comme souvent, le plus grand défi n’est pas de nature technique, mais politique : avec quel cadre réglementaire l’infrastructure, la production et la consommation peuvent-elles arriver à maturité rapidement et si possible simultanément ? Si nous parvenons à atteindre cet objectif, l’hydrogène peut être un élément constitutif d’une industrie qui restera compétitive et climatiquement neutre. Au vu des incertitudes mentionnées tout au long de la chaîne de création de valeur H₂, la question se pose de savoir ce qu’il est urgent de faire, c’est-à-dire quel est « le plus petit dénominateur commun » indépendamment des différents scénarios de consommation d’hydrogène. Swissmem envisage les « no regret options » suivantes (aussi appelées « mesures utiles en tout état de cause ») :

• Créer des options d’action : garantir rapidement le raccordement de la Suisse au réseau central européen d’hydrogène (« dorsale hydrogène européenne » ou « EU Hydrogen Backbone »), ce qui créera une sécurité d’approvisionnement à long terme et augmentera la résilience du système énergétique suisse.
   
• Agir de manière géostratégique : préparer le gazoduc de transit pour le transport d’hydrogène. Même sans autoconsommation immédiate d’hydrogène en Suisse, nous pouvons jouer un rôle de pays de transit du gaz et de plaque tournante du commerce d’hydrogène sur l’axe nord-sud, par analogie avec le Gothard et la NLFA ainsi qu’avec le gazoduc de transit actuel. Cet investissement revêt également un caractère stratégique dans les discussions et les négociations avec l’Union européenne (UE).
   
• Encourager des projets pilotes et de démonstration : cela génère des données, de la confiance et de la maturité technique.

Conclusion 

Pour la décarbonation de l’économie suisse, l’hydrogène n’est ni un simple engouement, ni une solution miracle. Mais ce serait faire preuve de négligence de ne pas jeter dès aujourd’hui les bases qui pourraient être décisives demain – pour la décarbonation, la souveraineté énergétique et la compétitivité. Les « mesures utiles en tout état de cause » aident à maintenir ouvertes les différentes voies technologiques, à développer des options et à les faire évoluer si nécessaire.