Hydrogène propre : les chercheurs plaident pour cibler les usages les plus efficaces

Un travail publié dans Nature Climate Change invite les gouvernements à orienter l’hydrogène bas carbone vers les usages où il peut réduire les émissions à moindre coût. En comparant dix secteurs fortement émetteurs autour de 2035, les chercheurs identifient la sidérurgie, le raffinage et la production d’ammoniac comme des applications prioritaires. À l’inverse, l’hydrogène dans les véhicules routiers et ferroviaires apparaît moins compétitif que l’électrification directe, selon les hypothèses étudiées.

La conclusion porte sur l’allocation d’une ressource qui devrait rester limitée et coûteuse à court terme. L’hydrogène n’est pas une solution universelle : sa fabrication par électrolyse consomme beaucoup d’électricité et sa compétitivité varie selon la technologie, le lieu et le secteur. Les politiques publiques devraient donc contribuer à créer une demande ciblée, plutôt que subventionner sans distinction la production de volumes susceptibles d’être utilisés dans des applications moins efficaces.

Comparer l’hydrogène aux solutions de remplacement

L’étude examine le potentiel d’atténuation et les coûts de l’hydrogène propre dans dix secteurs intensifs en carbone. Elle compare les usages à d’autres options bas carbone disponibles, en tenant compte du coût nivelé de réduction des émissions. Le résultat central est que l’intérêt climatique d’une molécule dépend de ce qu’elle remplace et de la technologie concurrente accessible dans chaque secteur.

Dans l’acier, l’hydrogène peut servir d’agent réducteur dans certains procédés de production du fer, en remplacement du charbon. Dans le raffinage, il peut remplacer l’hydrogène issu du gaz naturel, aujourd’hui largement utilisé pour le traitement des produits pétroliers. Dans l’ammoniac, l’hydrogène est une matière première incontournable; décarboner sa production permet donc de réduire l’empreinte d’un produit essentiel aux engrais et à la chimie.

Ces secteurs sont qualifiés de « sans regret » dans l’analyse, car ils figurent parmi les options les plus rentables pour éviter des émissions à l’échelle étudiée. Cette formule ne signifie pas que chaque projet sera automatiquement rentable ou souhaitable. Les résultats dépendent des hypothèses de coût, du prix de l’énergie, des infrastructures, des procédés industriels et des politiques appliquées.

L’électrification directe reste plus efficace dans les transports

Pour les véhicules routiers et ferroviaires, l’étude estime que l’hydrogène est moins intéressant économiquement que l’électricité utilisée directement dans des batteries, compte tenu des alternatives envisagées. Utiliser de l’électricité pour produire l’hydrogène, le comprimer, le transporter puis le convertir dans une pile à combustible comporte plusieurs pertes. Une chaîne électrique directe peut nécessiter moins d’énergie pour fournir le même service de mobilité.

Cette comparaison ne tranche pas tous les cas. Les usages lourds, les trajets longue distance, les contraintes de charge utile et les infrastructures peuvent modifier l’équation économique. Mais l’analyse souligne que l’hydrogène devrait être réservé aux situations où les solutions électriques directes ne sont pas suffisamment compétitives ou praticables, plutôt que déployé par défaut dans tous les segments de transport.

Ce principe de priorisation est important, car l’hydrogène propre se heurte encore à des coûts élevés et à une capacité de production limitée. Orienter les premiers volumes vers des procédés industriels difficiles à remplacer peut maximiser le bénéfice climatique et soutenir la création d’un marché d’acheteurs solvables.

La production ne suffit pas à créer les bons usages

Les auteurs mettent en garde contre les politiques qui subventionnent principalement l’offre, sans orienter les usages. Une aide générale aux producteurs peut favoriser l’expansion des électrolyseurs, mais elle ne garantit pas que l’hydrogène sera consommé là où il remplace le plus efficacement des combustibles fossiles. Si les volumes sont captés par des applications où l’électrification directe est plus performante, les aides peuvent mobiliser des fonds publics sans maximiser les réductions d’émissions.

La production d’hydrogène électrolytique est aussi liée à la disponibilité de l’électricité renouvelable. Si les installations utilisent une électricité qui aurait pu alimenter directement des foyers, des véhicules ou des industries, la valeur climatique nette peut être différente de celle attendue. Les règles de certification, les contrats d’achat d’électricité et la localisation des électrolyseurs influencent donc la performance du système.

Les politiques côté demande peuvent réduire ce risque. Elles peuvent encourager les industriels à remplacer l’hydrogène fossile dans leurs procédés, soutenir les premiers achats de produits bas carbone ou aligner les normes et les marchés publics sur des critères d’émissions. La conception des aides doit toutefois rester proportionnée et tenir compte du coût pour les consommateurs ainsi que de la compétitivité des industries exposées au commerce international.

Un arbitrage entre climat, coût et capacité industrielle

La recherche rappelle que les objectifs de décarbonation ne se réduisent pas à produire davantage d’hydrogène. Les États doivent choisir quels usages soutenir, évaluer les émissions sur l’ensemble de la chaîne et comparer les options avec des technologies concurrentes. Cette approche aide à éviter les annonces de capacité qui ne reflètent ni les besoins des utilisateurs ni les gains climatiques attendus.

Pour les secteurs prioritaires, les obstacles restent importants : coûts d’investissement, disponibilité d’électricité renouvelable, transformation des équipements, construction d’infrastructures et sécurisation des contrats. L’hydrogène propre peut aider à décarboner certaines chaînes industrielles, mais le rythme dépendra de la capacité des producteurs et des acheteurs à partager les risques.

Le message de l’étude est donc celui d’une utilisation sélective. La sidérurgie, le raffinage et l’ammoniac ressortent comme des candidats prioritaires dans le cadre analysé, tandis que la mobilité routière et ferroviaire doit être comparée à l’électrification directe. À mesure que les technologies et les coûts évoluent, les gouvernements devront actualiser ces arbitrages et diriger le soutien vers les usages offrant les réductions d’émissions les plus crédibles.