Par Emily Pontecorvo , Grist. Cet article a initialement paru dans Grist et fait partie de Covering Climate Now , une collaboration journalistique mondiale visant à renforcer la couverture des enjeux climatiques.

L' adoption de la loi sur la réduction de l'inflation l'an dernier a mis fin à des décennies d'efforts pour faire adopter un important plan de relance climatique par le Congrès. Mais le travail visant à garantir que ce financement sans précédent pour les énergies propres se traduise réellement par une réduction des émissions ne fait que commencer.

Une décision aux conséquences majeures pour cet objectif repose désormais sur le Trésor américain, qui doit trancher un débat sur la meilleure façon d'élaborer un crédit d'impôt destiné à encourager la production d'hydrogène propre. Scientifiques et défenseurs du climat préviennent qu'en l'absence de critères rigoureux définissant les bénéficiaires de cette subvention, le gouvernement pourrait dépenser des milliards pour soutenir des installations de production d'hydrogène à très forte empreinte carbone, anéantissant ainsi une grande partie des autres progrès climatiques impulsés par cette législation.

« En l’absence de réglementation stricte, les émissions pourraient augmenter d’un demi-gigatonne sur la durée de vie du crédit d’émission », a déclaré Rachel Fakhry, responsable du plaidoyer pour le climat et les énergies propres au sein du Conseil de défense des ressources naturelles, à Grist. « Les émissions actuelles du secteur de l’énergie s’élèvent à 1.5 gigatonne. C’est donc totalement contraire aux objectifs climatiques des États-Unis. L’enjeu est considérable. »

Ces préoccupations ont été soulevées à maintes reprises lors de la consultation publique qui s'est achevée en décembre. Mais l'industrie de l'hydrogène, les compagnies pétrolières comme Chevron et BP qui investissent dans cette technologie, et même quelques groupes d'énergies renouvelables ont défendu une position contraire. Ils ont inondé le Trésor de commentaires, insistant sur le fait que des réglementations contraignantes compromettraient les objectifs climatiques américains, en étouffant cette technologie propre naissante dans l'œuf.

Des réglementations trop contraignantes « ruineraient la rentabilité » de l'hydrogène vert, a déclaré David Reuter, directeur de la communication de la société énergétique NextEra, à Grist par courriel. Elles paralyseraient les investissements dans le secteur, le condamnant « de facto à l'échec dès son lancement ».

Le développement d'une filière nationale de production d'hydrogène propre est un élément clé de la stratégie climatique de l'administration Biden. Ce carburant a le potentiel de remplacer le pétrole, le gaz et le charbon dans de nombreuses applications, de l'aviation aux procédés industriels tels que la sidérurgie et la chimie. Surtout, il n'émet pas de carbone lors de son utilisation.

Le différend concernant le crédit d'impôt porte sur la production d'hydrogène, une activité atypique. L'hydrogène est actuellement produit par reformage du gaz naturel, un procédé qui libère des gaz à effet de serre. Ce crédit d'impôt vise à réduire le coût d'une méthode décarbonée qui ne nécessite que de l'électricité, de l'eau et un électrolyseur. Les producteurs peuvent ainsi gagner jusqu'à 3 dollars par kilogramme d'hydrogène produit. Ce crédit d'impôt n'est pas plafonné et pourrait rapporter plus de 100 milliards de dollars sur sa durée de validité.*

La question qui se pose au Trésor est celle de la mesure des émissions liées à l'électricité consommée. Aux États-Unis, environ 60 % de l'électricité provient encore de combustibles fossiles. Si l'on raccorde une usine à hydrogène au réseau électrique quasiment partout dans le pays aujourd'hui, les émissions pourraient être supérieures à celles de la méthode de production conventionnelle utilisant du gaz naturel.

Fin 2018, un important groupe de modélisation énergétique de l'université de Princeton a diffusé une nouvelle étude démontrant que les producteurs d'hydrogène pourraient quasiment éliminer cet impact sur les émissions en respectant trois principes. Ce sont ces règles rigoureuses que le Conseil de défense des ressources naturelles et d'autres organisations environnementales souhaitent voir le Trésor américain adopter.

Premièrement, les producteurs doivent conclure des contrats avec de nouvelles sources d'énergie renouvelables, comme les parcs éoliens et solaires ou les centrales géothermiques, afin de garantir un approvisionnement suffisant en électricité propre pour couvrir la demande de l'usine d'hydrogène. Deuxièmement, ces ressources doivent être raccordées au même réseau régional que celui utilisé par l'usine, sans engorgement du réseau de transport. Troisièmement, les producteurs d'hydrogène doivent adapter leur production à ces ressources d'énergie renouvelables, heure par heure. Ainsi, s'ils achètent de l'électricité auprès d'une centrale solaire, par exemple, ils doivent interrompre leur production au coucher du soleil.

Ce concept de synchronisation horaire pose un problème majeur aux producteurs d'hydrogène. « Les électrolyseurs raccordés au réseau sont plus rentables lorsqu'ils fonctionnent à pleine capacité », explique Reuter. « Un projet d'hydrogène propre peut être contraint de réduire la production de son électrolyseur si les énergies renouvelables ne sont pas disponibles à ces intervalles de temps précis. Ces réductions entraînent de longues périodes d'inactivité et des coûts plus élevés. »

NextEra et d'autres acteurs du secteur exhortent le gouvernement à accepter un scénario où ils achètent suffisamment d'énergie renouvelable pour couvrir leur consommation électrique annuelle. Ainsi, une usine d'hydrogène pourrait fonctionner 24 h/24 pendant un an, calculer sa consommation énergétique et acheter une quantité équivalente d'énergie solaire ou éolienne. Reuters cite une analyse du cabinet de conseil Wood Mackenzie qui conclut qu'un tel système permettrait d'injecter suffisamment d'énergie renouvelable dans le réseau pour compenser la production d'hydrogène polluant et aboutir à un hydrogène à zéro émission nette.

Wilson Ricks, qui a dirigé l'étude de Princeton, a souligné que Wood Mackenzie avait formulé plusieurs hypothèses différentes qui ont conduit à cette conclusion. Notamment, les auteurs n'ont pas inclus les subventions à l'électricité propre prévues par la loi sur la réduction de l'inflation, « ce qui entraîne des coûts totaux nettement plus élevés, tant pour le financement annuel que pour le financement horaire », a-t-il précisé. Il appartiendra au Trésor d'analyser ces différences.

Les enjeux liés au non-respect de l'un de ces trois principes ne se limitent pas aux émissions ou aux coûts des projets. Selon Fakhry, si les producteurs d'hydrogène augmentent la demande d'électricité en l'absence de ressources renouvelables, ils inciteront inévitablement les centrales au gaz naturel et au charbon à accroître leur production. Ceci pourrait aggraver la pollution atmosphérique et faire grimper le prix de l'électricité. De plus, cela représente un risque pour la réputation de ce secteur naissant : il sera beaucoup plus difficile de défendre l'utilisation de l'hydrogène vert si l'on doute de sa réelle propreté.

Actuellement, certains producteurs d'hydrogène se présentant comme « verts » affluent vers des régions comme le nord de l'État de New York , où l'hydroélectricité est bon marché, et la Floride, riche en énergie solaire. Mais si le Trésor américain exige que la production d'hydrogène soit alimentée en permanence par des ressources nouvelles et propres pour bénéficier du crédit d'impôt, ces projets perdraient non seulement l'éligibilité à ce crédit, mais aussi toute crédibilité.

Les critiques formulées à l'encontre de l'approche proposée par NextEra et d'autres acteurs ne sont ni nouvelles, ni propres à l'hydrogène. Nombre d'entreprises se déclarant « alimentées à 100 % par des énergies renouvelables » pratiquent probablement une forme ou une autre de compensation annuelle. Or, un consensus se dessine quant au caractère trompeur de cette affirmation. En 2020, le géant technologique Google a conclu qu'il devait compenser sa consommation d'énergie par des sources propres 24 h/24 et 7 j/7 afin d'éliminer totalement son empreinte carbone. À l'époque, aucun produit ni système n'était conçu pour faciliter cette démarche. Mais la situation a radicalement changé depuis, explique Maud Texier, directrice du développement des énergies propres et du carbone chez Google. Des entreprises se sont créées pour aider les sociétés à suivre leur consommation de manière précise, et les marchés des énergies renouvelables ont développé des produits à facturation horaire.

« Nous constatons le développement de toute une chaîne de valeur et d'un écosystème autour de cette solution disponible 24 h/24 et 7 j/7 », a-t-elle déclaré. « Aujourd'hui, les nouveaux entrants disposent de bien plus d'outils pour se lancer. »

Google a encore du chemin à parcourir pour atteindre son objectif. Mais de nombreuses autres entreprises, organisations à but non lucratif et même gouvernements ont adhéré à ce concept. Une initiative parrainée par les Nations Unies compte plus de 100 signataires . En 2021, l'administration Biden s'est fixé pour objectif qu'au moins 50 % de l'électricité consommée par les bâtiments gouvernementaux soit décarbonée 24 h/24 et 7 j/7 d'ici 2030.

« Le marché évolue dans cette direction », a déclaré Fakhry. « Les outils existent et peuvent être déployés très rapidement là où ils font défaut. Toute mesure prise par le Trésor qui ne le ferait pas irait à l'encontre de la dynamique du marché. »

L'argument selon lequel une production synchronisée à l'heure compromettrait la rentabilité de l'hydrogène vert ne résiste pas entièrement à l'analyse. Sept entreprises du secteur de l'hydrogène et des énergies renouvelables ont soumis des observations communes au Trésor américain, arguant que cette approche est techniquement et économiquement réalisable. L'une d'entre elles, Electric Hydrogen, développe des électrolyseurs conçus pour s'activer et se désactiver en fonction de la disponibilité des énergies renouvelables. Raffi Garabedian, PDG de l'entreprise, a reconnu que le coût élevé des électrolyseurs actuels rend plus difficile l'équilibre financier d'un projet en cas de fonctionnement intermittent. Il a toutefois précisé que certains producteurs d'hydrogène combinent des contrats éoliens et solaires, ce qui leur permet d'opérer quasiment 24h/24 et 7j/7.

« Vous arrêtez toujours la production chaque jour, mais cela améliore la rentabilité », a-t-il déclaré. « Cependant, il n'est ni possible, ni judicieux, de produire de l'hydrogène 24 heures sur 24. Je le dis sans détour. »

Garabedian et d'autres ont mentionné une usine d'hydrogène en construction au Texas, un projet conjoint de la société énergétique AES et de l'entreprise chimique Air Products. Au lieu de se raccorder au réseau électrique, les entreprises prévoient de construire des parcs éoliens et solaires pour alimenter directement l'usine. Un représentant d'AES a confirmé que la production de l'usine « sera adaptée aux variations de production d'énergie renouvelable ».

Un autre projet développé dans le Mississippi par la société Hy Stor adopte une approche similaire, combinant énergie éolienne et solaire pour alimenter son usine. Il utilisera des cavernes souterraines pour stocker l'hydrogène afin de garantir un approvisionnement constant aux clients même en cas de ralentissement ou d'arrêt de la production.

Il est vrai que des réglementations strictes modifieraient considérablement la répartition géographique de l'hydrogène propre. Daniel Esposito, analyste principal au sein du groupe de réflexion Energy Innovation, prévoit que davantage de développeurs se tourneront vers les États de la ceinture éolienne comme le Texas et le Nouveau-Mexique. Selon lui, ce serait un point positif, car les industries de ces régions, telles que la production d'ammoniac et les grands axes de transport routier, sont d'excellentes candidates pour devenir consommatrices d'hydrogène propre. « Il existe de nombreuses applications intéressantes pour lesquelles il n'existe pas beaucoup d'alternatives viables », a-t-il déclaré.

La décision que prendront la secrétaire au Trésor, Janet Yellen, et son ministère déterminera l'avenir de la filière hydrogène propre américaine pour les années à venir et, par conséquent, l'impact de la loi sur la réduction de l'inflation. Pour Esposito, tout repose sur une seule question.

« Voulons-nous développer l’industrie à tout prix, au mépris des émissions ? Ou la développer plus lentement, en maîtrisant les émissions dès le départ ? Nous voulons simplement nous assurer que tous ceux qui élaborent les règles en connaissent les implications. »