De l'hydrogène propre pour la décarbonisation de la Pologne

La Pologne est confrontée à des défis importants dans sa transition vers un système énergétique décarbonisé, compte tenu de sa dépendance historique au charbon et de la nécessité de se diversifier par rapport aux combustibles fossiles. Pour assurer une transition durable, résiliente et juste, le pays doit mettre en œuvre un plan sectoriel complet qui déploiera un portefeuille diversifié de solutions de décarbonisation, notamment l'électrification, le captage et le stockage du carbone, et carburants à zéro émission de carbone, y compris l'hydrogène propre et ses dérivés.

Qu'est-ce que l'hydrogène propre ?

La plupart de l'hydrogène produit aujourd'hui l'est par reformage à la vapeur ou autothermique du méthane (SMR/ATR) à partir du gaz naturel, avec un pourcentage plus faible produit par gazéification du charbon, et est très polluant, émettant globalement près de 1 Gt de dioxyde de carbone par an.

Il existe plusieurs façons de produire de l'hydrogène "propre "¹ en réduisant considérablement, voire en éliminant totalement, les émissions de gaz à effet de serre (GES) qui y sont associées. Les voies de production comprennent l'installation de technologies de capture du carbone dans une installation SMR/ATR et le contrôle des fuites de méthane en amont, ou l'électrolyse à base d'eau alimentée par des sources d'énergie à faible teneur en carbone, telles que l'énergie éolienne et solaire, l'énergie nucléaire ou d'autres options énergétiques émergentes telles que l'énergie géothermique des roches super-chaudes.

Pourquoi la Pologne a-t-elle besoin d'hydrogène propre ?

L'hydrogène propre peut être un levier essentiel pour la transition de la Pologne vers une économie nette zéro. Le pays est déjà le troisième plus grand producteur d'hydrogène en Europe, produit presque exclusivement à partir du reformage à la vapeur du gaz naturel, à forte intensité de carbone et sans combustion. Cet hydrogène est principalement utilisé comme matière première et combustible dans l'important secteur industriel polonais, en particulier dans le raffinage du pétrole, la pétrochimie et la production d'engrais - des secteurs qui contribuent collectivement à environ 14 % des émissions nationales de gaz à effet de serre.

D'autres secteurs peuvent également bénéficier de l'application de l'hydrogène propre là où il n'est pas utilisé actuellement, comme les transports. Le secteur des transports en Pologne représente près de 18 % des émissions totales de gaz à effet de serre et, bien qu'une part importante soit susceptible d'être compensée par l'électrification des véhicules, certains segments sont confrontés à des options de décarbonisation limitées.

La demande d'hydrogène en Pologne pourrait dépasser 100 TWh, soit plus de 3 millions de tonnes, d'ici 2040^.2 Cependant, la Pologne sera probablement confrontée à des ressources limitées pour répondre à cette quantité entièrement par le biais de la production nationale d'hydrogène propre.

La stratégie polonaise pour l'hydrogène (PHS), publiée en 2021, a établi six objectifs initiaux à l'horizon 2030 qui donneront un coup de fouet à l'économie de l'hydrogène propre. La PHS est une première étape louable, mais elle doit être mise à jour avec davantage de granularité sur les plans de production personnalisés, la priorisation des off-takers, et un cadre politique de mesures qui soutiendront la rationalisation de la mise en œuvre de l'hydrogène propre, en particulier à moyen et à long terme (2030-2050).

La présente note d'information contient cinq recommandations qui peuvent contribuer à renforcer la prochaine version du PHS et aider la Pologne à mettre en place une économie de l'hydrogène propre et performante.

Recommandations

1. Donner la priorité aux fournisseurs d'hydrogène propre dans les secteurs où l'on ne regrette rien.

Compte tenu des ressources énergétiques nationales limitées de la Pologne pour produire son propre hydrogène propre - à la fois en termes d'approvisionnement en gaz naturel et de capacité d'énergie renouvelable - l'hydrogène propre doit être considéré comme une molécule précieuse et utilisé en priorité dans les secteurs les plus difficiles à abattre. Ces secteurs, également connus sous le nom de secteurs "sans regrets", sont souvent ceux où l'hydrogène à forte intensité de carbone est utilisé aujourd'hui et où le déploiement d'autres options de décarbonisation énergétiquement et économiquement rentables n'est pas possible(figure 1).

Le PHS met en évidence plusieurs secteurs en tant que consommateurs prioritaires pour l'hydrogène propre à venir, notamment les segments sans regret de l'industrie lourde, de l'électricité, du chauffage et des transports. Alors que le PHS jette les bases du développement du marché national de l'hydrogène propre en Pologne, l'absence d'une hiérarchisation des consommateurs fondée sur des données probantes (en particulier à court et à moyen terme) risque de fausser le marché de l'hydrogène et de limiter l'approvisionnement des secteurs qui en ont le plus besoin. Des solutions de remplacement pour la production d'électricité et l'approvisionnement en chaleur - telles que l'énergie solaire et éolienne, les pompes à chaleur et le chauffage urbain - pourraient offrir de meilleurs avantages en termes de coûts, d'énergie et d'émissions, tout en réduisant les risques en matière de^sécurité3.

La Pologne est donc encouragée à donner la priorité au déploiement de l'hydrogène propre dans les secteurs sans regrets afin que les industries existantes puissent commencer à se décarboniser sans mettre en péril leurs activités. L'hydrogène propre est un outil essentiel pour réduire les émissions dans certains secteurs, mais il ne doit pas être déployé sans discernement dans tous les secteurs comme si chaque utilisation finale potentielle avait le même mérite, en particulier si l'on tient compte des ressources nationales limitées.

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Figure 1 : CATF classement prioritaire des secteurs potentiels d'utilisation finale de l'hydrogène propre.

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La Pologne a la possibilité de tirer parti d'initiatives visant à développer son écosystème de l'hydrogène propre en collaboration avec des fournisseurs du secteur sans regret. Un exemple est la création de vallées de l'hydrogène, des réseaux régionaux de production, de distribution et d'infrastructure d'utilisation finale de l'hydrogène. Ces projets de démonstration à grande échelle, portant sur l'ensemble de la chaîne de valeur, ont le potentiel de construire et d'étendre un réseau d'hydrogène propre à partir de la base, en le regroupant autour des secteurs d'utilisation finale de l'industrie lourde qui ont le plus besoin de la molécule. La Pologne envisage au moins cinq vallées nationales de l'^hydrogène4 et, à ce jour, plus de dix accords de vallée ont été ^annoncés5. Les décideurs politiques doivent veiller à ce que les secteurs sans regret soient au cœur de ces développements et à ce qu'ils soient bien coordonnés dans tout le pays pour garantir leur^succès6.

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Figure 2 : Concept de la vallée de l'hydrogène

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2. Se concentrer sur les segments du secteur des transports où l'hydrogène propre est le plus nécessaire

Outre les secteurs sans regret, l'hydrogène propre sera probablement nécessaire pour décarboniser des segments du secteur des transports - tels que le transport maritime, l'aviation et éventuellement des parties du transport routier lourd - où l'électrification sera difficile ou irréalisable.

Dans l'aviation, l'hydrogène propre sera nécessaire pour améliorer les carburants aéronautiques durables à base de biomasse (bio-SAF), pour synthétiser du carburéacteur à partir d'hydrogène et de carbone capturé (SAF synthétique) et, éventuellement, pour alimenter les avions qui utilisent directement l'hydrogène comme carburant. Cependant, les matières premières de la biomasse sont limitées et la production de carburants synthétiques est actuellement un défi technique et économique.

L'ammoniac propre est un candidat sérieux en tant que carburant durable pour le transport maritime, à condition qu'il soit fabriqué à partir d'hydrogène propre et qu'il ne détourne pas les volumes disponibles des autres applications actuelles de l'ammoniac. Un autre carburant à faible teneur en carbone pourrait être le méthanol, et de nombreux cargos construits aujourd'hui sont dotés d'une double capacité de carburant afin de pouvoir gérer un futur mélange de pétrole marin et de méthanol. Cependant, il faudrait trouver des atomes de carbone "durables" pour le processus de production du méthanol afin de garantir que le carburant est à faible teneur en carbone, ce qui pourrait être une denrée rare.

Pour le transport routier, les véhicules longue distance à pile à hydrogène peuvent jouer un rôle important, aux côtés des véhicules électriques à batterie, dans la décarbonisation des camions et autres véhicules routiers lourds. La mise en œuvre en Pologne sera toutefois déterminée par plusieurs facteurs, notamment le coût, la disponibilité du carburant et de l'infrastructure de ravitaillement et les émissions sur l'ensemble du cycle de vie. D'autres véhicules routiers, tels que les voitures particulières légères, pourraient bénéficier de la priorité donnée à l'électrification en tant que première voie de décarbonisation, pour des raisons de coût et d'évolutivité.

Compte tenu de ses industries établies et importantes dans les trois segments de transport mis en évidence, la Pologne devrait réfléchir à la manière dont elle donnera la priorité à la disponibilité d'hydrogène propre pour sa future décarbonisation, lorsque les technologies de transport associées basées sur l'hydrogène commenceront à s'étendre.

3. Mettre en œuvre une approche de l'optionnalité technologique pour produire de l'hydrogène propre

Le PHS indique déjà qu'il adoptera une approche technologique optionnelle pour sa production nationale d'hydrogène propre. Cette approche utilisera toutes les filières de production propre disponibles pour garantir un approvisionnement suffisant, compte tenu des ressources énergétiques nationales limitées dont dispose la Pologne - et l'Europe dans son ensemble. Par exemple, le SMR/ATR avec piégeage du carbone installé a le potentiel d'être mis à l'échelle rapidement par rapport à l'hydrogène électrolytique, car la technologie de reformage est plus mature et la source d'énergie d'entrée est plus facilement disponible aujourd'hui. En outre, l'utilisation d'une énergie renouvelable rare pour produire de l'hydrogène à court ou moyen terme pourrait être contre-productive du point de vue du déploiement des ressources, en particulier alors que le réseau national doit encore être décarbonisé.

Toute production d'hydrogène propre doit être mesurée par rapport aux mérites de réduction des émissions de GES sur la base d'une comptabilité rigoureuse des émissions. CATFL' outil d'analyse du cycle de vie (ACV) de la Commission^européenne7 permet aux utilisateurs de calculer et de comparer différents profils d'émissions associés à des filières de production d'hydrogène propre, couvrant la production et le transport, afin d'évaluer les émissions sur l'ensemble de la chaîne de valeur. La Pologne est encouragée à travailler avec ses voisins, l'UE et ses partenaires commerciaux potentiels pour mettre en œuvre un cadre collectif de certification de l'hydrogène propre et des normes strictes afin que tout hydrogène propre produit ou livré en Pologne soit réellement à faible teneur en carbone.

La Pologne doit veiller à ce qu'une approche fondée sur l'option technologique soit effectivement mise en œuvre, réduisant ainsi le risque de concurrence et d'arbitrage entre une technologie de production et une autre, et permettant au marché de l'hydrogène propre de s'étendre en temps voulu et de manière efficace.

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Figure 3 : Filières de production d'hydrogène propre

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4. Planifier avec soin et précision le transport et le commerce de l'hydrogène.

Lorsqu'elle fixe des objectifs en matière d'hydrogène propre, la Pologne doit prévoir avec soin sa demande nationale d'hydrogène, en déterminant la part qui peut être couverte par la production nationale et celle qui devra être importée. Toute insuffisance de la production nationale devrait être comblée par les méthodes d'importation les plus rentables et les plus efficaces sur le plan énergétique à partir des régions voisines.

CATF L'analyse^dela Commission8 conclut que le transport d'hydrogène à grande échelle sera difficile, en raison des propriétés inhérentes à la molécule, et que les méthodes de transport les plus rentables et les plus efficaces sur le plan énergétique proviendront de pays ou de régions proches, soit par pipeline, soit par transport maritime d'ammoniac propre destiné à une utilisation ^directe9 (par exemple pour la production d'engrais ou comme carburant maritime). Par rapport à d'autres méthodes d'importation par bateau, telles que l'hydrogène liquéfié ou le transporteur d'hydrogène organique liquide (LOHC), l'ammoniac est beaucoup moins cher et plus stable à transporter par bateau et par camion. En outre, l'ammoniac dispose déjà d'un réseau de transport et d'une chaîne de valeur bien établis, qui peuvent être mis à l'échelle plus rapidement pour répondre à sa croissance potentielle en tant que carburant décarboné et matière première.

Lorsqu'il est nécessaire d'importer de l'hydrogène, il est recommandé de le transporter par pipeline à partir de pays voisins proches, en particulier lorsque les distances d'importation sont relativement courtes. Des projets de collaboration transfrontalière, tels que les vallées internationales de l'hydrogène, peuvent contribuer à rationaliser ces efforts et à atténuer les obstacles à la mise en œuvre^.10 Pour éviter des entreprises coûteuses mais finalement infructueuses et des actifs immobilisés, la Pologne doit soigneusement évaluer et sélectionner les voies les plus efficaces pour importer de l'hydrogène et de l'ammoniac et coordonner étroitement les projets internationaux avant de procéder à des investissements significatifs.

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Figure 4 : Voies de transport et de stockage de l'hydrogène

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5. Utiliser les mécanismes disponibles pour soutenir les projets les plus prometteurs dans le domaine de l'hydrogène propre

La Pologne devrait tirer parti des mécanismes de soutien existants au niveau de l'^UE11, au niveau national et au niveau régional et envisager de mettre en place des mécanismes supplémentaires pour soutenir les projets les plus prometteurs dans le domaine de l'hydrogène propre. Ces projets devraient couvrir le développement et le déploiement de l'ensemble de la chaîne de valeur de l'hydrogène propre, c'est-à-dire la production, le transport et le déploiement des fournisseurs. La Pologne doit travailler en étroite collaboration avec les responsables de l'UE afin de plaider en faveur du soutien nécessaire au développement de son économie de l'énergie propre en tant qu'État membre prioritaire^.12

Les projets champions devraient être identifiés et classés par ordre de priorité, afin d'atténuer les obstacles à l'accès à ce type de soutien. Par exemple, tout financement public lié au développement de l'hydrogène propre devrait être ouvert à toutes les formes d'hydrogène qui sont réellement à faible teneur en carbone, sur la base de projets qui feront avancer la décarbonisation (plutôt que sur la base d'un code couleur arbitraire) et qui développeront l'économie de l'hydrogène propre de manière opportune et efficace.

La Pologne doit impliquer les industries pertinentes du côté de la demande des secteurs sans regrets dans la planification et la mise en œuvre de l'hydrogène propre, et s'efforcer de construire des partenariats public-privé pour assurer l'absorption et une plus grande chance pour les projets d'atteindre une décision finale d'investissement (FID).

En outre, la Pologne doit également prendre en considération les implications socio-économiques de tout projet d'hydrogène propre, afin de susciter un soutien local et de démontrer les avantages régionaux, notamment pour la main-d'œuvre et l'économie locales, et de veiller à ce que tout développement de l'hydrogène présente des avantages environnementaux, tels que l'amélioration de la qualité de l'air et de la disponibilité et de la sécurité de l'eau.

Pour plus d'informations, consultez le site A Vision for Poland's Clean Energy Transition (Une vision pour la transition vers l'énergie propre en Pologne).

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Pour plus d'informations sur ce travail, veuillez contacter :

Alex Carr : [email protected]

Tamara Lagurashvili : [email protected]