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PortsEpicentresde la filièrehydrogène?

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Octobre 2020 www.hinicio.com

Les ports sont des actifs stratégiques à double titre :en premier lieu vecteurs de souveraineté industrielle,militaire, énergétique, alimentaire, commerciale etgéopolitique, ils concentrent des activités critiques aufonctionnement de l’économie. Par ailleurs, ils sontdes pôles économiques majeurs au sein desquels seconcentrent des activités industrielles, de pêche, detourisme, ou de logistique. Les complexes industrialo-portuaires de premier rang vont ainsi souvent de pairavec la puissance économique.

La transition de l’économie maritime s’accompagneaussi de nouveaux défis sociaux et environnementauxface auxquels les ports peuvent proposer une réponsedirecte et indirecte :

} En agissant sur leur périmètre propre : réductiondes émissions de CO2 et des particules polluantesdes activités portuaires traditionnelles ou desnavires entrant dans les zones urbaines ;construction d’infrastructures durables et efficacesen termes de ressources (énergie, matièrespremières…) ; renforcement de l’hygiène et de lasécurité des activités, tout en facilitant lesinterfaces ville-port, ou encore en organisant lepartage de la mer entre ses différents usages (ex :pêche, nautisme, défense, éolien offshore, fret…),

} En influençant l’activité d’autres acteurs :Coordination de la dynamique industrielle pourcatalyser le développement des nouvelles filièrescomme les énergies marines, la navigation verte, lapêche responsable, ou encore l’hydrogène.

Encore méconnu il y a peu, l’hydrogène est devenu enquelques années une priorité de 1er rang pour les ports.

Des projets colossaux de production d’hydrogène décarboné émergent dans lesgrands ports européens: ces derniers rivalisent d’ambition pour devenir les futuresplaces fortes de cette filière d’avenir… Au-delà du rayonnement économique, c’est lasouveraineté politique, industrielle et énergétique européenne qui se décideaujourd’hui.

La transition de l’économie maritime :Moteur du développement des activités portuaires

D’ici 2030, l’économie maritime mondiale pourrait représenter 3000 milliards de dollars, contre 1500 en 2015.L’intensification des flux commerciaux ainsi que la maritimisation de l’économie – dont le vaste potentiel desocéans en termes d’innovation et de ressources reste encore peu valorisé – sont des opportunités clés dedéveloppement pour les ports.

Afin de profiter de la transition de l’économie maritime, les ports tentent de renforcent leur attractivité vis-à-visdes opérateurs afin de capter les flux de marchandises, passagers, services, ainsi que les investissements.D’un positionnement historique de ‘’port aménageur’’, responsable de la construction et de l’entretiend’infrastructures, ils évoluent vers le modèle du ''port entrepreneur'' coordonnant et stimulant ainsi ledéveloppement de leur écosystème, notamment par l’intermodalité des liaisons avec l’hinterland ou par ledéveloppement de clusters industriels.

B R U S S E L S • B O G O T A • B U E N O S A I R E SP A R I S • S A N T I A G O • B E I J I N G

2Ports: Epicentres de la filière hydrogène? | Hinicio 2020 | Jill GALLAND & Jean-Christophe LANOIX

L’hydrogènepasse à l’échelleL’hydrogène va jouer un rôle clé dans la transition énergétique, ilpermet notamment de valoriser les énergies renouvelables et bascarbone pour se substituer au gaz naturel, au charbon, ou aupétrole dans de nombreuses applications industrielles,énergétiques et de mobilité.

Après une décennie de démonstrations et de déploiementsinitiaux dans certains marchés de niche, ces dernières années ontvu le développement des premiers projets de productiond’hydrogène par électrolyse de l’eau de quelques mégawatts àquelques dizaines de mégawatts dans plusieurs territoireseuropéens, et dans certains ports en particulier. Néanmoins, uneforte accélération est aujourd’hui à l’œuvre et les prémices dupassage à l’échelle sont maintenant clairement visibles. Ainsi, denombreuses initiatives à l’échelle de plusieurs centaines demégawatts ou même de plusieurs gigawatts sont aujourd’hui endéveloppement ; elles sont menées par les principaux leadersindustriels du secteur au travers d’une vision nouvelle du systèmeénergétique où l’hydrogène jouera un rôle clé pour flécher desquantités massives d’énergie renouvelable vers les secteursdifficiles à décarboner (industrie, mobilité, bâtiment…).

Par ailleurs, l’hydrogène est un vecteur énergétique permettant derelier des gisements d’énergie renouvelable à bas coût, parfoisdistants (Afrique du Nord, Pays du Golf, Chili, Australie…), avec lesprincipaux centres de consommation. Ainsi, il ouvre la voie à unmarché international des énergies renouvelables entre les zonesen surplus et les zones en déficit, où les ports sont des hubs endevenir, à l’instar des énergies fossiles. Dans cette perspective,l’enjeu sera de valoriser les meilleures ressources énergétiques etde concevoir une chaîne de transport longue distance, efficace etcompétitive, pour l’hydrogène ainsi que ses dérivés (hydrogèneliquide, méthanol de synthèse, ammoniac, liquides organiques,etc.) vers les principaux clusters de demande. A cette fin,l’utilisation de réseaux de pipelines ou le transport maritimelongue distance seront des options préférentielles.

Les ports seront les épicentres de la filièreLors du G20 à Tokyo, l’Agence Internationale de l’Energie a émis commepremière recommandation aux dirigeants mondiaux de faire des portsle centre névralgique de la production et consommation d’hydrogènedécarboné. Elle a également insisté sur le développement de réseauxd’import-export d’hydrogène par les voies maritimes en capitalisant surles infrastructures existantes de gaz naturel liquéfié.

Si les ports peuvent devenir à terme les futurs centres des échangesinternationaux d’hydrogène, ils peuvent à plus court-terme être des lieuxstratégiques pour le passage à l’échelle de la filière. Ils constituentsouvent des plaques industrielles et logistiques de premier ordre ethébergent les principaux débouchés de consommation actuels(raffinage, ammoniac, chimie…) ou potentiels (transport lourds,carburants de synthèse, acier…). La présence de cimenteries peutégalement s’avérer un élément distinctif : le CO2 émis pouvant êtrecapturé et recombiné avec de l’hydrogène vert pour la fabrication decarburants ou méthane de synthèse – l’hydrogène pourrait aussiintervenir en amont de ce procédé fortement consommateur d’énergie.

Les réseaux de gaz naturel, souvent présents dans les ports, constituentégalement des débouchés potentiels pour l’injection et le blendingd’hydrogène Cela permettrait d’alimenter de manière ciblée desindustries fortement consommatrices de gaz, ou de manière plusdiffuse l’ensemble des consommateurs en aval du point d’injection.Injecter du méthane de synthèse reste aussi une opportunité bien quel’horizon d’un équilibre économique soit plus lointain.

Les centrales thermiques, dont certaines fonctionnent encore aucharbon en Europe, sont souvent situées dans des zones portuaires.Leur conversion à l’hydrogène est également envisageable (certainesexpérimentations étant en préparation au niveau européen). Elle pourraitdevenir une option de production d’électricité verte pilotable à conditionque les coûts de l’hydrogène vert descendent sous les 1,5€/kg –conformément aux objectifs européens. Chaque centrale thermiquepourrait ainsi générer à elle seule une demande hydrogène nécessitantl’installation de plusieurs GW d’électrolyse.

L’hydrogène est peut aussi décarboner le fret transitant par les ports :engins portuaires (transport & manutention), le fret routier, ou encoreles navires et bateaux (propulsion, électricité à bord, raccordement àquai…). Dans ce dernier cas, il s’agit également d’une opportunité devalorisation de la base industrielle par la synergie de compétencesexistantes en motorisation, construction/réparation navale, matériauxcomposites…

Enfin, l’hydrogène peut aussi contribuer à l’intégration des énergiesmarines dans le système énergétique, et plus spécifiquement l’éolienoffshore dont les coûts sont en baisse rapide. Ainsi, la production enmer d’hydrogène et son transport à terre par canalisation pourraients’avérer compétitifs face à l’investissement dans des câbles sous-marins.


L’hydrogène, est au cœur de la stratégie énergétique européenneLa Commission Européenne place la molécule comme un pilier de latransition énergétique, et comme l’une des priorités du ''Green Deal''.Ainsi, dans sa stratégie hydrogène publiée en 2020, l’UE ambitionneun doublement du marché hydrogène à horizon 2030, avec 80 GW decapacités de production par électrolyse, dont la moitié en dehors del’Union (Afrique du Nord et Europe de l’Est) et l’équivalent encapacités de reformage du gaz naturel avec séquestration du CO2.400 milliards d’euros d’investissement sont ainsi attendus d’ici à2030, visant in fine à faire de l’Europe un leader de l’hydrogène faceaux USA et à la Chine.

Des réglementations européennes ouvrent un espace pour ledéveloppement de projets de production d’hydrogène de grandeampleur, avec des modèles économiques viables, même si la périoded’amorçage nécessitera souvent un soutien public. La directive‘’RED2'' en est le meilleur exemple : elle fixe à 14% l’objectif d’EnRdans les transports en 2030, justifiant des investissements massifspour l’hydrogène vert dans les raffineries ou la production decarburants de synthèse comme le méthanol renouvelable.

Des instruments de financement public sont aussi conçus poursoutenir des projets de transition énergétique à l’échelle, tell’Innovation Fund, alimenté par les revenus du marché carbone àhauteur de 1Md€/an pour les 10 prochaines années ; les appels àprojets découlant du Green Deal, mis en place par l’UE et permettantde réduire le risque les premiers projets en couvrant tout ou partie dufunding gap initial. Citons également la constitution en cours d’unIPCEI (Important Project of Common European Interest) dédié àl’hydrogène, qui doit permettre, avec l’aval de la Commission, de leverles plafonds d’aides d’Etat pour financer un grand projet intégré àl’échelle européenne et favoriser ainsi la réindustrialisation ducontinent.


Dans un contexte global de forteaccélération du déploiement de la filièrehydrogène, des premières initiativesd’envergure émergent aujourd’hui dans denombreux ports en Europe et dans leMonde. On peut par exemple citer H-Vision (production massive d’hydrogène àpartir de gaz naturel avec capture du CO2pour un usage dans le Port deRotterdam), HyNetherlands mené parENGIE (100 MW à 1GW dans le portd’Ems), North Sea Wind Power Hub (hubénergétique offshore centralisant laproduction multi-GW d’éolien au large duPort de Rotterdam pour connexion auxusages terrestres via des câblesélectrique et des canalisation hydrogène),Hydrogen Delta (1 GW pour des usagesindustriels au Port de Zélande),Wesküste100 (700 MW dans le port deHambourg)...

Des projets d’export d’hydrogène (ou deses dérivés) par voie maritime sontégalement en préparation depuis leszones où les EnR sont abondantes etcompétitives : en Afrique du Nord,Australie, Chili, dans les pays du golfe…Mais aussi en Europe avec notamment lePortugal, dont le projet H2 Sines, menépar le pétrolier national Galp enpartenariat avec EDP, REN, Vestas etMartifer, qui vise une capacitéd’électrolyse de 1GW en 2030 pouralimenter les marchés locaux ainsi quel’Europe du Nord, à travers le Port deRotterdam. Un Memorandum ofUnderstanding a d’ailleurs été signé en

septembre 2020 entre les gouvernementsportugais et hollandais pour la mise enplace d’une chaîne d’approvisionnementen hydrogène vert entre les deux pays. Dela même manière, l’Allemagne a signécette année un accord de coopérationavec le Maroc pour favoriser l’importationd’hydrogène vert, profitant d’un gisementsolaire compétitif tout en apportant desdébouchés pour l’industrie locale.

Le fluvial a également sa carte à jouerdans l’hydrogène, à l’instar du projet BlueDanube qui doit permettre de relier lesgisements ENR d’Europe de l’Est auxcentres de consommation de l’Ouest parun transport de la molécule par bateau.D’autre part, les grands ports fluviauxpeuvent aussi constituer desécosystèmes propices au passage àl’échelle de la filière. Hambourg et Paris,les deux premiers ports fluviauxeuropéens – respectivement en termes defret et de transport de passagers –accueillent une flotte de bateaux pouvantproposer des débouchés substantielspour l’hydrogène malgré des obstaclestechniques et réglementaires encore àlever. Dans ce contexte peut être cité leprojet H2 Ships visant entre autres àpréparer la structuration d’un telécosystème sur la Seine. Enfin, sur le plande l’innovation, les chantiers fluviauxpourraient eux aussi tirer parti de lasituation en devenant une passerelled’innovation vers le grand maritime.

L’agrégation de plusieurs grands consommateursindustriels, dans un même port, ou dans une mêmerégion (incluant parfois plusieurs ports, comme auBENELUX) est une opportunité à explorer car ellepermettrait d’obtenir des économies d’échelleencore supérieures et de placer cet écosystèmeintégré au futur réseau de transport/stockaged’hydrogène européen, dans la lignée de la visionrécemment énoncée par plusieurs gestionnaires deréseaux de gaz .

En conséquence, la fourniture de capacitésd’électrolyse à cette échelle constitue à elle seule undéfi industriel pour une filière où la plupart deséquipementiers sont des PME et où les volumesmondiaux de production annuels n’excèdent pas les100MW. Pour répondre à cette ambition, plusieursprojets de gigafactories sont déjà lancés en Europe.

Les productions massives d’hydrogène pourl’industrie doivent constituer l’épine dorsale desprojets portuaires, autour desquels d’autres usagesplus diffus, telle que la mobilité (manutention,camions, etc.), peuvent s’adosser et ainsi profiterd’un hydrogène à prix compétitif.


Des premiersprojets d’ampleur émergent

Les futures positions dominantes des ports dans un monde neutre en carbone sedéterminent dès aujourd’hui par leur capacité à anticiper et accompagnerl’industrialisation et le passage à l’échelle de la filière hydrogène.

La première des priorités doit être de structurer des projets de production d’hydrogène àgrande échelle, susceptibles de générer des économies d’échelle nécessaires à laviabilité économique. Les usages à privilégier à court terme sont ceux de l’industrie etvisés par la Directive RED II (raffinage, méthanol de synthèse pour le blending avec lescarburants traditionnels, etc.). L’ammoniac et l’acier sont également des pistesprometteuses, bien que les incitations réglementaires restent à ce jour moins fortes,rendant l’équation économique plus difficile du fait de primes de marché plus faiblespour l’hydrogène vert – cela devant toutefois être nuancé par les enjeux de souverainetéindustrielle.

Quels défis pour les ports?

Pour cela, et compte tenu de la complexité del’écosystème d’acteurs dans chaque port, lesautorités portuaires ont un rôle clé à tenir dans lafédération et la structuration de projets et peuventnotamment contribuer à la mutualisation desinfrastructures dans des schémas optimisés. Leurrôle sera déterminant dans la gouvernance de lafilière hydrogène locale, à l’interface entre lessphères publique et privée, ainsi que dans laconvergence des politiques d’infrastructures,d’urbanisme et d’énergie avec les intérêtsindustriels.

Dans une vision plus prospective, les ports serontl’interface des futurs échanges internationauxd’hydrogène et de ses dérivés, soit en tantqu’importateur ou exportateur. Dans ce cadre, l’undes principaux déterminants sera le coût deproduction des EnR : les zones bénéficiant des EnRles plus compétitives auront vocation à devenirexportatrices nettes, à l’inverse des régions dumonde où l’énergie sera plus onéreuse, alors plussusceptibles de devenir importatrices. Dans cetteconfiguration, les zones bénéficiant des meilleurstaux d’irradiation (Chili, Afrique du Nord…) et/ou desmeilleurs régimes de vents (Norvège…), et disposantd’infrastructures portuaires majeures pourrontdévelopper des avantages comparatifs pour l’exportd’hydrogène et de ses dérivés. Elles pourrontalimenter les régions les plus consommatrices,redessinant ainsi la géopolitique de l’énergie. Parvoie de conséquence, le futur rôle de chaque portdoit alors être envisagé au travers du prisme d’unmarché global et de long terme, plutôt que de façonisolée et de court terme.

Les autorités portuaires ont un

rôle clé à tenir dans la fédération et la structuration de

projets


Les ports-hydrogène… vecteurs de souveraineté

Les ports-hydrogène peuvent contribuer à la souveraineté des Etats sous de multiples aspects : tout d’abord grâce à l’opportunité de développer dessavoir-faire de pointe sur certains segments spécifiques au plus près des débouchés (ex : navire hydrogène), sécurisant de fait des technologiespotentiellement critiques.

Par ailleurs, des écosystèmes hydrogène compétitifs peuvent permettre de maintenir des filières exposées à la fois aux contraintes de transitionénergétique (sidérurgie, centrales au charbon…), ainsi qu’à la concurrence mondiale : sans modèle économique viable, certaines d’entre ellespourraient tout simplement préférer la délocalisation à la décarbonation. Des superproductions d’hydrogène compétitives pourraient résoudre unepartie de cette équation, voire dans les meilleurs cas faciliter un mouvement de relocalisation par l’offre une matière première verte et compétitive(ex : production d’aluminium en Islande attirée par l’électricité bon marché).

Enfin, les ports hydrogène peuvent contribuer à la souveraineté énergétique européenne en apportant d’importants débouchés pour les ENR et plusparticulièrement les EMR. Une production continentale d’ampleur serait alors susceptible de contribuer substantiellement à la réduction desimports de produits énergétiques de l’Union (300Mds€ en 2019).

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Jill GALLANDSenior [email protected]

Jean-Christophe LANOIXAssociate Director [email protected]

À proposd’HinicioHinicio est un cabinet de conseil en stratégie spécialisé dans les énergies et mobilités durables, reconnu comme l’un des leaders en Europe sur la filière hydrogène.

Créée en 2007, la société est implantée en Belgique (siège), France, Chine, Chili, Colombie, Mexique et Argentine.

Nous accompagnons dirigeants du public et du privé dans l’élaboration de leurs stratégies et la mise en œuvre de leurs projets industriels, en France et à l’international.

Hinicio dispose d’un positionnement pionnier sur le sujet du port-hydrogène, auprès des principaux hubs européens, et sur des projets de grande échelle parmi les plus importants du monde.

A la croisée du maritime, de l’industrie et de l’énergie,les ports vont jouer un rôle stratégique dans ledéveloppement de la filière hydrogène, tant pour lesdébouchés in situ qu’ils peuvent apporter, que pourleur rôle dans une vision plus intégrée etinternationale du marché des énergies renouvelablesoù l’hydrogène et ses dérivés permettront ledéveloppement de nouveaux flux.

Dans un contexte où la captation des flux fait déjàl’objet d’une concurrence exacerbée, les grands portseuropéens sécurisent dès aujourd’hui leurs positionsdans l’hydrogène avec des projets d’envergure etcentrés sur des usages industriels. Pour cela, ilss’appuient sur un cadre réglementaire favorable ainsique sur les nouveaux outils de financement mis enplace tant au niveau de l’Union Européenne que desEtats Membres.

C’est un défi considérable qui, dès aujourd’hui, attendla filière hydrogène : celui du passage des ambitions àune réalité tangible, industrielle, apportant uneréponse concrète aux défis climatiques et desouveraineté industrielle. Pour cela les ports serontassurément au centre de toutes les attentions.

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