De combien d'hydrogène et de gaz renouvelables avons-nous besoin et où?

L'hydrogène et les gaz renouvelables peuvent contribuer à créer une économie et une société climatiquement neutres dans presque tous les domaines. Ce peut être pour stocker et produire de l’électricité en hiver, pour la mobilité, pour alimenter en chaleur des processus industriels ou pour la production centralisée de chaleur destinées à des quartiers ou à des réseaux thermiques. Ce qui est déterminant, c'est la pertinence technique et économique de l’utilisation d’hydrogène par rapport à l'électrification. Actuellement, les domaines d'application et les potentiels suivants se dessinent:

• Mobilité: Dans le trafic lourd sur de longues distances, sur le rail ou sur l'eau, l'hydrogène pourrait jouer un rôle important à l'avenir en tant que vecteur d'énergie. Le potentiel est évalué de manière très différente. Dans les transports terrestres, la consommation finale d'énergie devrait être de quelque 36,4 TWh en 2050. Sur ce total, jusqu'à 19,5 TWh pourraient provenir de l'hydrogène et des gaz renouvelables. Dans l'aviation, les carburants synthétiques à base d'hydrogène constituent une innovation centrale. La nouvelle loi sur le CO₂ prévoit, au même rythme que l'UE, des quotas de mélange croissants (à commencer par 2% à partir de 2025). Le volume du marché devrait augmenter de manière exponentielle à partir de 2030.
• Chaleur de confort: Dans le domaine de la chaleur, les gaz renouvelables sont utilisés là où les pompes à chaleur ou les réseaux thermiques ne sont pas techniquement ou économiquement utilisables. En même temps, ils soutiennent et complètent d'autres sources de chaleur renouvelables (couverture de la charge de pointe, CCF).
• Électricité: L'hydrogène, les gaz renouvelables et la grande hydraulique sont essentiels pour le futur stockage saisonnier de l'électricité. Certes, la Suisse ne dispose pas actuellement de son propre stockage de gaz pour créer une réserve hivernale. Néanmoins, l'accès aux réserves européennes sera déterminant à l'avenir pour la sécurité de l'approvisionnement électrique en hiver.
• Chaleur industrielle: Aujourd'hui, l'industrie utilise surtout des combustibles fossiles pour produire de la chaleur. Dans la plage de températures basses et moyennes (200 à 300 degrés), les processus peuvent probablement fonctionner en grande partie à l'électricité. Ce n'est pas le cas dans la plage des hautes températures (à partir de 700 degrés). C'est là que l'hydrogène et les gaz renouvelables seront nécessaires à l'avenir, comme combustibles climatiquement neutres. Une étude récente indique que 73% de la demande énergétique industrielle actuelle environ est techniquement électrifiable. Dans cette hypothèse, nous avons donc besoin de quelque 27% de la demande énergétique actuelle sous forme d'hydrogène et de gaz renouvelables, ou plutôt 30% pour être sûrs. L'industrie suisse consomme actuellement 46 TWh d'énergie finale environ. Il faut donc au moins 15 TWh d'énergie renouvelable sous forme de molécules par an. Cela représente 50% environ de la demande actuelle en gaz de l'industrie (32 TWh). Compte tenu de la croissance, nous partons du principe que ce sont plutôt 70 à 80% de la demande actuelle en gaz qui doivent être remplacés.

L'hydrogène et ses dérivés sont aujourd'hui très chers. Cela s'explique surtout par des économies d’échelle encore insuffisantes. Pour une production avantageuse, il faudra à l'avenir beaucoup d'électricité renouvelable et de CO₂ bon marché. Mais même avec une production croissante, le prix de l'hydrogène ne pourra pas concurrencer celui du gaz fossile. Les estimations actuelles prévoient pour 2050 des prix de l'hydrogène vert de l'ordre de 0,3 à 1 USD/kWh. Cela correspond à environ trois fois le prix actuel du gaz.

Ces facteurs économiques rendent improbable un grand volume de production en Suisse ou en Europe centrale. Il est plutôt envisageable que de petites quantités d'hydrogène seront produites chez nous à l'avenir, alors que la majeure partie des besoins proviendra de régions où l'ensoleillement ou le vent sont constamment abondants. Des projets de grandes installations de production existent en de nombreux endroits, en Afrique du Nord, au Moyen-Orient ou en Australie. La Suisse devrait se pencher suffisamment tôt sur des options d'investissement et d'approvisionnement orientées vers le long terme.

L’idée d’utiliser des surplus d’électricité renouvelable en été pour produire de l’hydrogène est souvent évoquée. Elle se heurte pourtant à des obstacles importants:

• Les surplus d’électricité en Suisse seront limités. Selon une récente étude, ils permettraient de produire 2 Twh d’hydrogène en 2030 et 5 d’ici 2050.
• Pour permettre d’assurer des prix compétitifs, le coût de l’électricité utilisé pour produire de l’hydrogène doit être le plus bas possible. Il représente en effet la part la plus importante du coût de production total.
• Les électrolyseurs utilisés pour produire l’hydrogène doivent fonctionner 3000 heures par an au moins pour assurer une production rentable, selon la Confédération. Pour AXPO, le taux d’utilisation doit même être de 85% au moins.