Le marché de l'hydrogène va diminuer et ne pas croître
92% de l'hydrogène utilisé dans les raffineries et les engrais diminuera radicalement
Michael Barnard
Demande d'hydrogène par an, Source l'AIE
UNE Une énorme attention dans les cercles des médias gouvernementaux et traditionnels est accordée à la promesse d'une « économie de l'hydrogène ». En général, les médias traditionnels et leurs journalistes ne sont pas techniques, donc la couverture a tendance à suivre les communiqués de presse de l'industrie des combustibles fossiles et des grands acteurs de l'automobile qui continuent d'essayer de pousser la corde de la pile à combustible, les véhicules légers vers le haut.
Les gouvernements investissent des milliards dans la promesse de l'économie de l'hydrogène, encouragée par les lobbyistes du pétrole et du gaz, comme l'ont souligné récemment CleanTechnica et d'autres sites dans différents articles . L'Allemagne engage 10,76 milliards de dollars. Le Canada engage 1,2 milliard de dollars (USD). Les chiffres attirent évidemment l'attention, et naturellement la presse traditionnelle se trompe beaucoup de choses.
Eric Reguly, chef du bureau européen du Globe and Mail du Canada , a parfaitement raison dans « Le mythe de la révolution verte de l'hydrogène ». Il fournit un contexte pour la taille actuelle du marché mondial de l'hydrogène, mais ne comprend pas à quoi sert réellement l'hydrogène aujourd'hui et pourquoi le marché va réellement se rétrécir. Tout le monde aussi, pour être juste.
Créée en 1974 pour assurer la sécurité des approvisionnements en pétrole, l'Agence internationale de l'énergie a un faible bilan de projections liées à la transition énergétique, mais est très fiable en termes de statistiques historiques. Dans son rapport The Future of Hydrogen de 2019, l'AIE a laissé échapper l'un des autres sales petits secrets de l'hydrogène propre et vert : la majorité de celui-ci est utilisé dans l'industrie pétrolière dans les raffineries, et cela a été la principale source de croissance du marché pour les 30 dernières années.
Le marché mondial annuel de 120 milliards de dollars de l'hydrogène est consacré à 55 % au raffinage des produits pétroliers. Alors que le géant norvégien du pétrole et du gaz Equinor et le cabinet de conseil mondial McKinsey , entre autres, prédisent un pic de demande de pétrole avant 2030 et une baisse de la demande mondiale par la suite, l'utilisation d'hydrogène dans les raffineries va en fait diminuer considérablement.
Environ 20% du baril moyen de pétrole est utilisé pour fabriquer des matières premières chimiques pour des biens souvent durables, et une grande partie de ce marché est susceptible de persister, mais 80% du raffinage va disparaître, et avec lui l'hydrogène utilisé là-bas.
Les 37% utilisés pour les engrais à base d'ammoniac sont relativement stables depuis 20 ans, mais voient également de multiples tendances susceptibles de provoquer une réduction au lieu d'une croissance également.
La première est que l'une des solutions climatiques clés, intégrée dans les politiques à l'échelle mondiale, est l' agriculture à faible labour . Ce modèle d'agriculture utilise beaucoup moins d'engrais pour le même rendement agricole, mais avec une bien meilleure absorption du CO2 par le sol.
La seconde est que les principales usines d'engrais dépendent actuellement d'un hydrogène très bon marché provenant d'installations sur site qui transforment le charbon ou le gaz en hydrogène et rejettent le CO2 qui en résulte dans l'atmosphère. Qu'ils soient obligés de se lancer dans des solutions de capture du carbone, d'acheter du carbone à faible émission de CO2 à des tiers ou de construire des électrolyseurs alimentés par des énergies renouvelables sur place, le coût de leur matière première hydrogène va augmenter considérablement. Cela signifie que l'engrais résultant sera plus cher, réduisant la quantité gaspillée simplement parce qu'il est bon marché de jeter trop d'engrais sur les champs.
Le troisième est l'agriculture de précision . Ce modèle guidé par ordinateur et GPS applique des pesticides, des herbicides, des engrais et de plus en plus d'eau en quantités spécifiques et mesurées dans des endroits très spécifiques où cela est nécessaire, au lieu de simplement en déverser des quantités massives sur une vaste zone. Cela se traduit généralement par une réduction de 20 à 40 % de l'utilisation d'engrais sans réduction des rendements. L'automatisation des tracteurs est désormais bon marché, car les coûts des appareils IOT, GPS, 3G et informatiques ont chuté au cours des 30 dernières années.
La réduction finale de l'utilisation d'engrais qui est en cours est un ensemble d'initiatives biogénétiques et de démarrages en cours. Ils utilisent des microbes d'ingénierie qui fixent plus rapidement l'azote de l'air dans le sol au lieu de l'engrais. Celui que je connais le plus est Pivot Bio, car ils ont contacté leur PDG pour avoir une discussion potentielle sur un podcast. Les plantes fertilisantes tirent leur azote des 78 % de la substance qui forme notre atmosphère, et tous les microbes font exactement la même chose là où ils en ont besoin aux racines des plantes qui poussent dans les champs. Historiquement, les agriculteurs laissaient les champs en jachère dans une rotation, plantant du trèfle ou d'autres plantes fixatrices d'azote pour reconstituer le sol. Les engrais ont remplacé ce modèle, et maintenant les microbes remplacent les engrais. Et ces microbes s'accrochent aux racines des plantes en croissance et ne sont pas emportés par les pluies intempestives. Encore une fois, il ne s'agit pas d'éliminer les engrais, mais de les réduire. Les témoignages des clients de Pivot Bio indiquent des rendements accrus ainsi qu'une utilisation réduite d'engrais.
L'augmentation de la population mondiale contrecarre cette tendance à s'éloigner des dépenses aveugles pour les engrais azotés à base d'ammoniac. Cela augmente la demande de calories. Jusqu'à présent, nous avons évité le problème malthusien avec des augmentations massives de l'efficacité agricole, et comme l' ONU s'attend à ce que la population mondiale culmine vers 2100 , ce n'est pas particulièrement important. Après tout, la population mondiale est aujourd'hui plusieurs milliards de plus qu'en 1990, mais l'utilisation d'engrais est restée relativement constante au cours de cette période.
L'argent du gouvernement sur l'hydrogène n'est pas nécessairement gaspillé, bien sûr. Alors que peut-être 60% des 72 millions de tonnes d'hydrogène actuellement fabriquées et consommées annuellement disparaîtront, nous utiliserons toujours des engrais à base d'ammoniac, nous fabriquerons toujours des matières premières chimiques à partir du pétrole (mais pas de l'essence, du diesel ou du kérosène), et il y a environ 8 % d'hydrogène qui n'est actuellement pas utilisé pour d'autres choses. En outre, il existe des marchés de croissance potentiels pour l'hydrogène dans la fabrication de l'acier (encore une fois contrebalancés par les mini-aciéries électriques) et les carburants synthétiques pour les secteurs de transport difficiles à électrifier de l'aviation long-courrier et du transport océanique.
Lorsque nous aurons tout électrifié et que nous ne brûlerons plus de combustibles fossiles pour le transport terrestre, le chauffage, l'aviation court et moyen-courriers et le transport maritime court et moyen-courriers, nous pourrions voir une demande annuelle d'hydrogène de 60 millions de tonnes, peut-être 80 % de demande actuelle.
Cela demandera un peu d'électricité. Avec des facteurs de capacité de 37 % et 25 % respectivement pour l'éolien et le solaire, et une répartition de la production de 50:50, les 48,75 MWh d'électricité nécessaires pour électrolyser une tonne d'hydrogène à partir de l'eau nécessiteraient environ 439 GW d'énergie éolienne et 650 GW d'énergie solaire. . C'est moins que ce que nous avons déjà construit. Si la Chine continuait à construire aux taux de 2020, les besoins mondiaux en électricité d'hydrogène vert seraient satisfaits par ce seul pays en moins de 10 ans.
Alors que les prix de l'éolien et du solaire continuent de baisser jusqu'à 20 $ par MWh d'ici 2030, en gros, et que nous continuons à construire beaucoup de capacité, il est raisonnable de supposer que l'hydrogène vert aura un coût de gros d'un peu moins d'un dollar USD, car la plupart du coût est l'énergie. C'est très proche des prix au comptant actuels de l'hydrogène d'environ 80 cents, selon le nouvel indice des prix quotidiens de Platt pour la matière première. [Remarque : l'expert en hydrogène Paul Martin a contesté ces chiffres, mais nous n'avons pas clos cette discussion, je vais donc leur permettre de rester debout pour le moment.] Il est possible de tirer parti de prix encore plus bas en période de capacité électrique excédentaire à un prix inférieur. points, mais les fournisseurs d'électricité veulent gagner de l'argent. Certaines des utilisations actuelles de l'hydrogène non pétrolières et gazières connaîtront probablement une hausse des prix.
D'après la littérature et mes calculs ascendants, le produit hydrogène actuel génère 830 à 1 000 millions de tonnes de CO2 par an. C'est un grand nombre, et éliminer la majeure partie de cela grâce à l'hydrogène vert est un très bon objectif. À la médiane des émissions de CO2 eoliennes et solaires par kWh, cela représente une réduction d'environ 98 % et cela ne fera que s'améliorer à mesure que les chaînes d'approvisionnement et de distribution éoliennes et solaires continueront de se décarboner.
Les dépenses gouvernementales sur l'hydrogène sont utiles, en d'autres termes, mais devraient être très soigneusement ciblées là où elles ajoutent réellement de la valeur, c'est-à-dire presque entièrement en remplaçant l'hydrogène noir et gris par de l'hydrogène vert sur les marchés non pétroliers et gaziers. Tout l'argent dépensé pour le captage du carbone pour l'hydrogène de source fossile, ou le transport terrestre basé sur l'hydrogène, ou les efficacités basées sur l'hydrogène dans les raffineries – toutes les principales poussées du carburant fossile et des sous-ensembles de l'industrie automobile – seront gaspillés. Bien que l'économie ne soit pas un jeu à somme nulle, nous ne disposons pas non plus de sommes d'argent infinies et le problème climatique est désormais urgent en raison de notre inaction historique.