Quelques rares pays s'emploient activement à promouvoir l'hydrogène en tant que vecteur énergétique polyvalent pouvant être produit avec de faibles émissions de CO2, mais il est particulièrement intéressant de suivre les développements au Japon, qui s'efforce de s'assurer une position de pionnier dans ce domaine. La réunion ministérielle sur l'hydrogène, qui s'est tenue à Tokyo à l'automne dernier, a rassemblé plus d'un millier de participants, dont des ministres, des entrepreneurs et des experts, pour discuter des règles mondiales relatives à la production et à la vente de gaz liquéfié et aux technologies de capture et de stockage du carbone (CSC).
La stratégie de base du Japon en matière d'hydrogène
Le Japon a été le premier pays à adopter une «Basic Hydrogen Strategy» dès 2017. Elle vise principalement à atteindre la parité des coûts avec les carburants concurrents tels que l'essence dans le secteur des transports ou le gaz naturel liquéfié (GNL) dans la production d'électricité et couvre l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement, de la production aux applications commerciales en aval.
À cette fin, le gouvernement a commencé, il y a déjà six ans, à investir dans la R&D et à fournir, entre autres, un soutien à la production d'hydrogène à faible coût et sans émissions, une expansion de l'infrastructure de l'hydrogène pour l'importation et le transport à l'étranger et au Japon, et une augmentation de l'utilisation de l'hydrogène dans divers domaines tels que la mobilité, la cogénération d'électricité et de chaleur, ainsi que la production d'électricité.
Cependant, même au Japon, le marché de l'hydrogène n'est pas encore économiquement viable. À l'heure actuelle, presque toutes les technologies de l'hydrogène et des piles à combustible dépendent fortement du financement public. Le prix de détail de l'hydrogène est actuellement d'environ 100 yens par mètre cube (Nm3). L'objectif à long terme est de le ramener à 30 yens/Nm3 d'ici 2030 et à 20 yens/Nm3 d'ici 2020.
Coopération internationale accrue en vue
La stratégie du Japon pourrait avoir un impact positif au niveau mondial et contribuer en particulier à la création de nouvelles synergies en matière de commerce international d'énergie et de coopération commerciale. Ces synergies seront essentielles pour stimuler le développement et rendre les technologies plus abordables.
Des entreprises japonaises participent déjà à des projets internationaux dans le domaine de l'hydrogène, notamment au Brunei, en Norvège et en Arabie saoudite. Tout récemment, Kawasaki Heavy Industries a également annoncé la construction d'une usine de liquéfaction, d'une installation de stockage et d'un terminal de chargement dans l'État australien de Victoria pour l'exportation d'hydrogène vers le Japon, à titre de projet pilote pour 2020/2021.
Le fait que l'hydrogène soit obtenu à partir du lignite, comme en Australie, ne semble pas être un motif d’inquiétude. Pour le gouvernement japonais, la priorité absolue est que l'hydrogène devienne un vecteur énergétique moins cher et donc plus attrayant pour l'industrie. Selon la feuille de route du ministère japonais de l'économie, du commerce et de l'industrie, le Japon s'attend à ce que les technologies de l'hydrogène deviennent rentables d'ici 2030. Ce n'est qu'ensuite que le gouvernement japonais prévoit de se concentrer davantage sur la production d'hydrogène sans émissions.
Un bon exemple de production d'hydrogène vert est le projet Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R), qui sera achevé au printemps prochain et deviendra la plus grande usine au monde de production d'hydrogène à partir de sources d'énergie renouvelables. Dotée d'une usine de production d'hydrogène de 10 000 kW et utilisant des énergies renouvelables telles que l'énergie solaire, elle produira jusqu'à plusieurs centaines de tonnes d'hydrogène par an.
La croissance du marché devrait atteindre 408,5 milliards de yens d'ici 2030; une attention particulière sera accordée aux stations de recharge en hydrogène
Selon une étude réalisée en 2019 par la société d'études de marché Fuji Keizai, le marché de l'hydrogène au Japon devrait être multiplié par 56 pour atteindre 408,5 milliards de yens (environ 3,7 milliards de francs suisses) d'ici 2030. L'augmentation de la demande d'hydrogène aura un impact particulier sur le marché des stations de recharge. Ce marché devrait être multiplié par 6,5 pour atteindre 37,2 milliards de JPY (environ 328 millions de CHF) d'ici 2030. Le nombre de stations de ravitaillement passera approximativement de 111 actuellement à 581 d'ici 2025, puis à 1 321 dans tout le Japon d'ici 2030.
Toyota, Honda, Nissan, Tokyo Gas et Iwatani Corp. ainsi que 6 autres entreprises, dont des développeurs d'infrastructures et des sociétés d'investissement japonais, ont fondé en 2017 la coentreprise «Japan H2 Mobility (JHyM)» pour accélérer le déploiement de stations de ravitaillement en hydrogène dans tout le Japon grâce à des subventions gouvernementales. En coopération avec le gouvernement japonais, JHyM prévoit de construire un total de 80 nouvelles stations de remplissage d'hydrogène d'ici le début de l'année 2022. L'entreprise commune compte aujourd'hui plus de 20 entreprises participantes.
L’Association of Hydrogen Supply and Utilization Technology (HySUT) attire l'attention sur le fait que pour que le nombre de stations de ravitaillement en hydrogène augmente, il faut à la fois réduire les coûts et augmenter la fiabilité. L'un des facteurs les plus importants pour y parvenir serait la mise en place d'une chaîne d'approvisionnement, dans laquelle tous les composants des stations de ravitaillement, tels que l'unité de production, le panneau de commande, les équipements de sécurité et le distributeur, seraient proposés selon des normes uniformes en matière de composants hydrogène, ce qui n'est pas le cas actuellement. Des normes uniformes contribueraient également à raccourcir les délais de conception et de production et à être plus flexibles, lorsqu'il s'agit de combiner des composants provenant de différents fabricants.
Le gouvernement japonais prévoit également de réformer la réglementation actuelle afin de faciliter la construction de nouvelles stations d'hydrogène. Par exemple, en février 2018, le METI (ministère de l'économie, du commerce et de l'industrie au Japon) a commencé à assouplir les dispositions sur la sécurité incendie qui entravaient l'expansion de ces stations. Cela aidera les exploitants de stations-service à installer des stations d'hydrogène à proximité immédiate des stations-service classiques et à intégrer ainsi la nouvelle technologie dans les sites existants.
Selon la feuille de route du Japon, les coûts de réparation et d'exploitation des stations de recharge en hydrogène doivent être réduits de moitié d'ici la fin de 2020 par rapport à 2016, et encore réduits d'ici 2025 grâce aux innovations technologiques. Cela permettra de réduire les coûts des produits provenant de l'étranger également.
Utilisation croissante des piles à combustible dans diverses industries
Le nombre de véhicules à pile à combustible dans le monde était de 12 900 à la fin de 2018, dont un quart environ était produit par des entreprises japonaises, Honda et Toyota en tête. Selon l'étude de Fuji Keizai, d'ici 2030, l'utilisation de véhicules équipés de piles à combustible au Japon passera à 636 900 (621 000 voitures, 1 300 bus et 14 600 chariots élévateurs). La feuille de route du gouvernement japonais prévoit une baisse du surcoût pour les véhicules à pile à combustible par rapport aux véhicules hybrides de 3 millions de yens (environ 26 500 CHF) à 0,7 million de yens (environ 6 200 CHF) d'ici 2025.
Afin d'accroître l'acceptation générale de l'hydrogène au sein de la population, les véhicules à pile à combustible seront également utilisés comme moyen de transport officiel pendant les Jeux olympiques d'été de Tokyo en 2020; le Japon vise à exploiter 100 autobus à pile à combustible; en outre, Toyota fournira 500 de ses véhicules Mirai pour le transport entre les sites. En outre, l'énergie de l'hydrogène de Fukushima sera activement utilisée pour le village olympique, qui servira de modèle pour la réalisation d'une société de l'hydrogène.
Toyota Motor a récemment mis en service des générateurs solaires compacts à hydrogène («SimpleFuel») dans son usine de Motomachi en prévision d'une demande croissante de chariots élévateurs à pile à combustible. Un tel générateur permet de ravitailler 7 à 8 chariots élévateurs à fourche à pile à combustible par jour. L'entreprise prévoit de remplacer ses chariots élévateurs actuels par des chariots à hydrogène afin de réduire les émissions de CO2 sur son site de production.
Un autre projet d'avenir proche est un train à hydrogène; JR East Japan a annoncé qu'elle développerait un véhicule ferroviaire alimenté par un système hybride qui combine des piles à combustible et des batteries lithium-ion. Les premiers essais sont prévus pour 2021. JR East dépensera environ 4 milliards de yens (35,3 millions de francs suisses) pour le développement du train à deux wagons et prévoit de commercialiser des trains à piles à combustible d'ici 2024. Le train aura une vitesse maximale de 100 km/h et devrait parcourir environ 140 kilomètres par réservoir d'hydrogène. Les essais se dérouleront sur plusieurs lignes du JR Est dans la région de Tokyo.
En ce qui concerne le marché domestique, des fabricants tels que Panasonic produisent des piles à combustible pour les maisons individuelles, appelées «Ene Farms», que les fournisseurs de gaz municipaux développent depuis dix ans en collaboration avec des groupes technologiques. Ces développements techniques ont déjà progressé au point que l'entreprise est désormais totalement indépendante des subventions gouvernementales, et les entreprises ont également commencé à exporter vers les marchés étrangers.
Les piles à combustible pour les grands bâtiments gagnent également lentement du terrain. Toshiba Energy Systems & Solutions a récemment commencé à livrer sa pile à hydrogène H2One™ à des stations, hôtels et stades de baseball, ainsi qu’à Asahi Breweries, son tout dernier client. H2One™ est un système autonome entièrement intégré, sans CO2 et respectueux de l'environnement.
Opportunités pour les entreprises suisses
Une forte croissance est attendue sur le marché de l'hydrogène au Japon dans les années à venir. En entrant sur le marché à un stade précoce, les producteurs suisses de ce secteur, en particulier les fabricants de composants pour les stations de ravitaillement en hydrogène, pourraient s'assurer l'avantage d'entrer en contact avec des entreprises japonaises avant que les chaînes d'approvisionnement de ce secteur ne soient pleinement établies.
L'International Hydrogen and Fuel Cell Expo (FC Expo), qui se déroule pendant la Smart Energy Week à Tokyo, offre un bonne vitrine pour un premier aperçu de l'industrie japonaise de l’hydrogène.
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