Alors que le World Electrolysis Congress bat son plein pour sa troisième édition à Düsseldorf en Allemagne, rassemblant les acteurs du secteur pour discuter autour de la production, de la mise à l’échelle et du fonctionnement des électrolyseurs, il est intéressant de faire un point sur les dernières tendances autour de cette technologie clé, notamment en Europe.
D’après l’AIE, 2023 a été une année de forte accélération pour l’hydrogène électrolytique puisque la capacité installée d’électrolyseurs (dédiés à la production d’hydrogène) a atteint 1,3 GW, L’augmentation a été significative par rapport à 2022 puisque la capacité installée de 600 MW en 2023 a été multipliée par 2,5 par rapport à l’année précédente, équivalente à la totalité de la capacité installée en cumulé en 2022.
Malgré cette dynamique positive, qui pourrait se poursuivre dans les années à venir, de nombreux obstacles ralentissent cette montée en charge, en particulier en Europe.
Alors qu’elle représentait 10% de la capacité installée dans le monde en 2020, la Chine en représente désormais 50% grâce à la rapide mise à l’échelle des projets d’électrolyse. Elle concentre aujourd’hui 6 des plus gros projets opérationnels. Dans les autres régions du monde, les installations d’électrolyseurs suivent une croissance stable, aucune n’a observé une croissance similaire à la Chine. L’Europe, pourtant leader en 2020 (1/3 de la capacité installée) n’a ajouté que 70 MW en 2023 contre 451 MW en Chine, passant ainsi deuxième en termes de capacité cumulée.
Outre les obligations réglementaires qui mettent du temps à se mettre en place, les coûts des projets d’électrolyse est un des points qui explique cette différence entre l’Europe et la Chine. D’après BNEF, les coûts d’installation des électrolyseurs sont plus élevés que prévu initialement, ce qui met en péril bon nombre de projets. En moyenne, le coût total estimé de la construction d'un système d'électrolyse alcaline a augmenté de 46 à 65 % au cours des deux dernières années. Cette augmentation s'explique par l’inflation et une évolution du marché plus lente que prévu.
La différence de coût entre la Chine et l’Europe pour ces systèmes a aussi augmenté. Les systèmes d'électrolyse alcaline les plus chers coûtent entre 2 000 et 3 000 dollars par kilowatt (kW) en Europe et aux États-Unis, contre 480 et 720 dollars/kW pour les moins chers en Chine (CAPEX total). En moyenne, l’ingénierie et la construction rajoutent plus de 1000€/kW en plus du coût de l’électrolyseur en Europe et aux USA contre 350€/kW en Chine. Cet écart est dû à une main-d'œuvre moins chère et une chaîne d'approvisionnement plus mature en Chine, aux effets de volumes et au coût du raccordement au réseau, mais aussi à l’utilisation de matériaux différents pour les modules et à une définition plus souple du rendement (stabilité dans le temps non-garantie).
Pour l’AIE, l’hypothèse de CAPEX en 2019 était de 900 $/kW en moyenne globale, en 2023 elle a été substantiellement réévaluée à 1640 $/kW en moyenne globale pour les projets 2022, et 1070 $/kW pour les projets en Chine (ces chiffres étant compatibles avec le rapport BNEF qui dispose de données plus récentes).
Enfin, partout dans le monde, y compris en Chine, les systèmes d’électrolyse rencontrent des problèmes de fiabilité, sécurité, efficacité et flexibilité, avec comme exemple le plus marquant le plus gros projet d’hydrogène vert au monde (projet de 260 MW à Kuqa en Chine) fonctionnant à seulement 20% de sa capacité nominale. Cette situation met en péril la rentabilité des projets, ce qui refroidit les investisseurs.
Il est à noter cependant, que les projets actuellement développés sont encore à des échelles souvent modestes ou intermédiaires (quelques dizaines de MW, rarement plus de 100 MW pour les projets ayant atteint la décision finale d’investissement) et ceux sur lesquels le secteur disposent de recul industriel plutôt de l’ordre de 10-100kW et sans fonctionner avec des EnR flexibles.
Ces problèmes techniques pourraient être réglés d’ici cinq ans, mais on voit bien que les objectifs européens de 6 GW de capacité d’électrolyseurs installés en 2024 et 100 GW en 2030 (afin de produire 10 Mt d’hydrogène vert) risquent d’être très compliqués à tenir.
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