Market Insight

Tevali Partners conseille les sociétés de croissance dans les énergies renouvelables et dans les technologies vertes. Nous nous intéressons dans ce Market Insight au rôle que pourrait tenir l’hydrogène dans nos réseaux électriques, comme vecteur de flexibilité. Nous donnons ici une vue d’ensemble de la filière H2, avant de passer la parole à Alexandre Soroko, qui crée la practice « CPPA advisory » chez Green Solver.

Le besoin en hydrogène est en croissance constante depuis deux décennies. Entre 2000 et 2018, on estime à 50% l’augmentation de la consommation d’hydrogène au niveau mondial. Cette demande est aujourd’hui majoritairement tirée par des besoins industriels tels que la production de pétroles (60%), d’engrais (25%) et en chimie (10%). L’hydrogène gris, c’est-à-dire l’hydrogène produit à partir d’énergies fossiles, répond aujourd’hui à 96% de cette demande, car il est de loin le procédé le plus économique (1.5€/kg produit).

Si la combustion de l’hydrogène n’émet aucun gaz à effet de serre, cette méthode de production par vaporeformage est aussi associée à une très lourde émission de CO2 : pour une tonne d’hydrogène gris produite, 10 à 11 tonnes de CO2 sont produites et en général émises dans l’atmosphère. Ainsi, l’utilisation de l’hydrogène vert à la place du gris permettrait une baisse de 6 % des émissions totales de CO2 en Union Européenne.

Pour amener le prix du carbone sur l’EU-ETS à un niveau souhaité, la Commission européenne oeuvre depuis de nombreuses années via notamment la Market Stability Reserve. Plus récemment, elle a accéléré la baisse annuelle des quotas d’émissions de CO2, passant de 1,74 % à 2,2 %, à compter de 2021. Dans la même optique, elle a validé mi-décembre 2020 son plan visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre de 55% d’ici 2030 et inclus de nouveaux secteurs dans l’EU-ETS, comme le transport maritime.

La dernière décennie a été marquée par une chute spectaculaire des prix des énergies renouvelables. En Europe du Sud, le solaire photovoltaïque a confirmé sa capacité à être moins cher que toute autre source d’électricité ; en mer du Nord, les parcs éoliens en mer sont à parité réseau.

Dans ce contexte, la profonde dualité de l’hydrogène avec l’électricité peut en faire un outil de flexibilité central. L’H2 et l’électricité ont en effet une capacité de transformation réciproque directe : par électrolyse de l’eau dans un sens, et par ou pile à combustible ou CCGT dans l’autre.

Les caractéristiques de l’hydrogène définissent les contraintes et les qualités de son utilisation comme brique de flexibilité :- L’hydrogène est l’atome le plus répandu dans l’Univers dont il constitue plus de 90% des atomes et 75% de la masse. Son caractère abondant fait de l’hydrogène une source d’énergie pertinente, qui s’inscrit dans une volonté d’un développement plus durable.- L’hydrogène détient une très grande densité massique d’énergie (1kg d’H2 contient autant d’énergie que 3kg de pétrole), mais a une très faible densité volumique.- Le transport de l’hydrogène peut capitaliser sur des réseaux de transport et de distribution existants, et être routier

L’hydrogène vert par électrolyse pourrait donc apporter une réponse concrète aux objectifs ambitieux de décarbonisation que la France et l’Europe se sont fixées. Il n’est cependant pas compétitif à ce jour, à 6€/kg environ dans les meilleurs cas. Le déploiement de la filière passe cependant par une diminution de coûts de production, avec trois variables structurantes : le coût de l’approvisionnement de l’électricité, le coût des électrolyseurs et leur facteur de charge.

La mobilisation de capitaux importants, la promotion d’un environnement porteur (débouchés, cadre réglementaire…) et l’inventivité dans la structuration des modèles d’affaires sont les conditions de la compétitivité de l’H2 dans les années à venir. D’ici 2030, l’objectif de l’Union Européenne est d’atteindre 40 GW de capacité installée d’électrolyseurs et une production allant jusqu’à 10 millions de tonnes d’hydrogène renouvelable.

Alexandre Soroko, fin connaisseur de ces sujets est à la tête de la toute nouvelle practice « PPA advisory » chez Greensolver,
nous apporte ici sa vision sur les défis et le potentiel de la filière.

Tevali Partners (TP) : Bonjour Alexandre. Tout d’abord, félicitations : vous lancez ce mois-ci une nouvelle practice chez GreenSolver, dédiée au conseil sur la structuration de PPAs privés et de modèles d’affaires marchands. Cette initiative émane-t-elle de demandes formulées par les acteurs de la filière ?

Alexandre Soroko (AS) : Merci ! Cette nouvelle practice répond en effet à un besoin de différents acteurs de la filière car les énergies renouvelables s’intègrent aujourd’hui de manière croissante aux marchés de l’énergie et, au-delà, dans la consommation des grandes entreprises et des particuliers. C’est ainsi que les développeurs, producteurs, financiers prêteurs et investisseurs, les consommateurs, les fournisseurs/agrégateurs, etc. cherchent à participer à cette convergence. Cette nouvelle practice les aide ainsi à structurer, originer, négocier, optimiser et évaluer les projets de PPA de toute nature mais aussi tout autre projet de développement marchand, dont l’hydrogène bien sûr. Il s’agit en effet de problématiques complexes et multiformes avec des aspects techniques, commodity, financiers, réglementaires et contractuels entre autres.

TP :  On sait que l’hydrogène comme vecteur de flexibilité dans nos réseaux électriques a été un sujet très discuté cette année, et on ne compte plus les entreprises qui veulent prendre part à cette dynamique.  À quoi attribuez-vous cet engouement ?

AS : L’hydrogène est considéré comme un moyen de décarbonation très significatif, que ce soit en substituant dans les usages industriels existant de l’hydrogène vert à l’hydrogène gris ou en substituant de l’hydrogène vert à des usages aujourd’hui fortement émetteur de CO2, notamment dans la mobilité. Pour ces raisons, l’Union européenne et les États membres ont lancé des plans de soutien massifs au développement de l’hydrogène et des initiatives privées, tel HyDeal, se montent afin de créer les écosystèmes qui permettront ce développement. Par ailleurs, il existe aussi des projets relativement matures de production d’électricité à l’hydrogène, qui représenterait une source de flexibilité et/ou d’inertie pour les réseaux électriques dans un contexte où de nombreuses capacités de production thermique conventionnelle vont être démantelées dans les prochaines années.

TP : Vous êtes en contact avec de nombreux acteurs de l’industrie renouvelable. Quels sont, dans votre perception, les obstacles qui restent à franchir pour que l’hydrogène vert passe à l’échelle ? Un cadre de soutien public pour amorcer la pompe vous semble-t-il être un passage obligé ?

AS : L’objectif de toute nouvelle filière doit être la compétitivité et on voit que celle-ci est désormais atteinte dans les EnR à l’étranger mais aussi en France dans une certaine mesure. La compétitivité de la filière de l’hydrogène vert se mesurera à l’aune du prix de l’hydrogène gris, de l’ordre de 1,5 €/kg avec les prix du gaz et du CO2 actuels. Le soutien public est donc aujourd’hui certainement nécessaire pour permettre le développement de cette nouvelle filière. Ce soutien peut prendre différentes formes :

• des subventions aux capex et opex à différentes parties de la chaîne de valeur et à différents stade de maturité ;
• une augmentation du prix du CO2, en grande partie déterminé par la politique européenne ;
• un soutien pour la mise en place d’un cadre favorable à l’hydrogène, par exemple par la création de garantie d’origine ;
• des initiatives locales, régionales et transfrontalières pour la création de clusters et de valleys.

On voit aujourd’hui se mettre en place nombre de ces soutiens ainsi que de puissantes initiatives privées. C’est par cette conjonction d’éléments que le passage à l’échelle de l’hydrogène pourra se faire.

TP : Le photovoltaïque produit aujourd’hui à des prix très compétitifs dans le Sud de l’Europe, ce qui a permis l’émergence d’un marché des PPA marchands. Ceux-ci financent le développement de nouveaux actifs, et, en contrepartie, autorisent les consommateurs à avoir un accès à un coût maîtrisé à de l’électricité renouvelable. Dans votre ancien métier d’agrégateur chez GazelEnergie, vous avez notamment participé à la conclusion d’un des premiers CPPA additionnels en France, pour ADP. Quel intérêt ce type d’accords représente-t-il pour la filière H2 ?

AS : Le coût de l’électricité représente la majeure partie du levelised cost of hydrogen (LCOH) d’un électrolyseur. Produire des volumes significatifs d’hydrogène vert suppose donc la fourniture massive d’électricité renouvelable à des coûts compétitifs aux producteurs d’hydrogène via des CPPA. Structuration des PPA et développement de l’hydrogène sont ainsi intimement liés. Au-delà, c’est l’ensemble de la chaîne de l’hydrogène vert qu’il faut structurer et optimiser, sous contraintes, en partant des usages et donc de la fourniture d’hydrogène aux consommateurs, en passant par le transport et le stockage d’hydrogène, sujet complexe, la production et en intégrant, en amont, l’achat et la production d’électricité renouvelable. Il est donc impératif de prendre en compte l’ensemble des éléments dans le cadre de projets hydrogène…

TP : Enfin, dernière question : selon-vous, quel objectif pourrait se fixer la filière à l’horizon 2025 ?

AS : L’objectif de la filière hydrogène vert en cours de constitution me semble devoir être sa compétitivité. L’horizon communément donné à cette filière pour cela est 2030 mais peut-être celle-ci pourra-t-elle être atteinte avant.