Carburant de synthèse : l’atout hydrogène

Une étude menée par France Hydrogène mon­tre que la France compte une ving­taine de pro­jets hydrogène en cours de mon­tage, à des niveaux de matu­rité dif­férents, des­tinés à la pro­duc­tion d’efuels, qui devraient mobilis­er une capac­ité de pro­duc­tion de plus de 400 000 tonnes d’hydrogène, soit 38 % de la capac­ité totale à l’horizon 2030 !

Pour France Hydrogène, ce niveau élevé, bien au-dessus des per­spec­tives ini­tiales, est notam­ment lié aux objec­tifs européens de déploiement des RNFBO14 dans les trans­ports (au glob­al), de RED III (2,6 % d’ici 2030 – propo­si­tion de la Com­mis­sion) et plus encore du plan RePow­erEU (5,7 % d’ici 2030), ain­si qu’à l’établissement (en cours) d’objectifs sec­to­riels pour l’aéronautique (ReFu­elEU Avi­a­tion) et le trans­port mar­itime (FuelEU Maritime). 

En effet, sur leurs usages les plus impor­tants (porte-con­teneurs, vraquiers, avions long-cour­ri­ers, etc.), ces deux secteurs sont par­ti­c­ulière­ment dif­fi­ciles à élec­tri­fi­er et dis­posent donc d’un nom­bre d’options réduit. L’hydrogène et ses dérivés, les efu­els, en font par­tie, ce qui amène ces secteurs à s’y inve­stir. Plus spé­ci­fique­ment, pour le secteur de l’aviation, dans sa propo­si­tion de règle­ment ReFu­elEU Avi­a­tion, la Com­mis­sion intro­duit un quo­ta de 0,7 % d’efuels renou­ve­lables dans l’aviation à 2030, et un objec­tif de 5 % en 2035. Sur la base d’une con­som­ma­tion de kérosène en France de l’ordre de 7 mil­lions de tonnes par an en 2019, cela induit un besoin d’environ 50 000 tonnes d’ekérosène par an, soit entre 15 000 et 30 000 tonnes d’hydrogène à 2030 hors crois­sance du traf­ic aérien. À 2035, la quan­tité d’hydrogène néces­saire à la fab­ri­ca­tion de car­bu­rants syn­thé­tiques passerait de 105 000 à 210 000 tonnes par an, ce qui induit le lance­ment de pro­jets de grande enver­gure dès la fin de la décen­nie et s’inscrit bien dans le fort déploiement du secteur des molécules de syn­thèse. Ces ordres de grandeur mon­trent que le respect de cette règle­men­ta­tion néces­site bien le déploiement de capac­ités sig­ni­fica­tives de pro­duc­tion d’hydrogène renou­ve­lable dès à présent.

Dans le cas du secteur mar­itime, il n’y avait pas de quo­ta règle­men­taire équiv­a­lent. Néan­moins, le 20 octo­bre 2022, le Par­lement européen a adop­té une cible de 2 % de RFNBO à 2030, qui sera désor­mais dis­cutée dans le cadre des négo­ci­a­tions en tri­logue avec le Con­seil et la Com­mis­sion européenne.

Pro­duc­tion d’efuel

Cepen­dant, la mise en place de fil­ières de pro­duc­tion d’efuels en France impli­quera des pro­jets d’écologie indus­trielle et ter­ri­to­ri­ale d’envergure, inté­grés sur l’ensemble de la chaîne de valeur (pro­duc­tion élec­trique décar­bonée, pro­duc­tion et stock­age d’hydrogène, cap­tage et val­ori­sa­tion du CO₂, trans­port et dis­tri­b­u­tion, con­ver­sion des nou­veaux usages, etc.).

Cer­tains pro­jets sont claire­ment iden­ti­fiés avec la con­sti­tu­tion de con­sor­tiums d’acteurs com­plé­men­taires, comme le pro­jet REUZE entre ENGIE, Infini­um et Arcelor­Mit­tal pour con­ver­tir 300 000 tonnes de CO₂ en 100 000 tonnes de efu­el sur le port de Dunkerque17 ou encore le pro­jet Hynovi, sélec­tion­né par l’État dans le cadre du PIIEC Hydrogène et en cours de noti­fi­ca­tion auprès de la Com­mis­sion européenne, dévelop­pé par Hynam­ics, groupe EDF, en parte­nar­i­at avec le cimen­tier Vicat sur la cimenterie de Mon­tal­ieu en Isère. En com­plé­ment de la pro­duc­tion de 200 kt de méthanol de syn­thèse par an pro­duit grâce à un élec­trol­y­seur de 330 MW et 300 kt de CO₂ fatal cap­tés, l’oxygène co-pro­duit par l’électrolyseur sera val­orisé dans les fours de la cimenterie dans un procédé d’oxycombustion favorisant la con­cen­tra­tion de CO₂ dans les fumées et donc son cap­tage. D’autres pro­jets restent plus prospec­tifs, mais révè­lent un impor­tant poten­tiel de décarbonation.

Élec­trol­yse et matières organiques

Il est impor­tant de not­er que les efu­els « made in France » devront faire face à une con­cur­rence mon­di­ale de plus en plus forte : le coût de l’hydrogène élec­troly­tique dépend avant tout du coût de l’électricité util­isée pour la pro­duc­tion d’hydrogène décar­boné par élec­trol­yse de l’eau. Du fait d’un coût très com­péti­tif du pho­to­voltaïque dans les pays très ensoleil­lés, il est envis­agé par cer­tains indus­triels majeurs de pro­duire l’hydrogène sur place puis de l’importer, par­fois sous forme d’hydrogène cryo­génique mais surtout sous forme de molécules de syn­thèse (ex. : ammo­ni­ac) pour en dimin­uer les coûts de trans­port, avec un défi à relever : l’accès aux quan­tités de car­bone néces­saires (mais pas pour l’ammoniac !).

Il est à not­er que d’autres modes de pro­duc­tion d’hydrogène, notam­ment à par­tir de matières organiques, per­me­t­tent dans leur process de pro­duire car­bu­rant et engrais de syn­thèse et de séquestr­er du carbone.