Le coût de l’hydrogène d’origine solaire pourrait atteindre entre 0,7 € et 1,8 €/kg d’ici 2030

D’après pv magazine International

Un groupe de chercheurs européens dirigé par l’Université de technologie de Lappeenranta (LUT) en Finlande a cherché à évaluer les dépenses d’investissement (CAPEX) et opérationnelles (OPEX) de l’électrolyse de l’hydrogène alimentée par l’énergie solaire à grande échelle pour les trois prochaines décennies. Il prédit ainsi que le coût du carburant vert pourrait passer d’environ 0,031 à 0,081 €/kWh actuellement à 0,02 à 0,05 € d’ici 2030 et 0,01 à 0,027 € d’ici 2050.

« Nous assistons à une croissance sans précédent de l’hydrogène vert en raison de l’énorme attraction du côté de la demande pour opter pour de vraies solutions et d’une baisse massive du coût de l’hydrogène vert à l’échelle des services publics, entraînée par des électrolyseurs et des panneaux solaires photovoltaïques à très bas prix, a déclaré Christian Breyer, professeur d’économie solaire à l’Université LUT à pv magazine. D’énormes opportunités commerciales se présentent en ce moment, pour les entreprises et les pays ».

La diminution des coûts projetée sera le résultat d’une baisse simultanée des prix de l’électrolyse alimentée par le PV à grande échelle et du CAPEX du solaire lui-même, selon leur analyse, qui était basée sur les taux d’apprentissage historiques (LR) pour les deux technologies et une série de différents scénarios de croissance. « Le coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) a été calculé pour cinq sites européens et cinq sites non européens avec différents niveaux d’irradiation solaire et plusieurs taux de coût moyen pondéré du capital (WACC) », ont-ils précisé dans leur étude « Le vrai coût de l’hydrogène », publié en association avec l’Alliance basque pour la recherche et la technologie (BRTA) en Espagne, l’Institut de recherche italien Eurac, le Centre commun de recherche (JRC) de la Commission européenne et l’Institut Becquerel en Belgique. Ces sites sont à Helsinki, en Finlande ; à Munich, en Allemagne ; à Toulouse, en France ; à Rome, en Italie ; à Malaga, en Espagne ; au Rajasthan, en Inde ; à El Paso, aux États-Unis ; en Australie occidentale ; en Afrique du Sud et dans le désert d’Atacama au Chili.

Solaire

Le CAPEX moyen pour le solaire à grande échelle a été calculé selon trois scénarios différents : un scénario de croissance rapide dans lequel il devrait passer d’environ 0,047 €/kWh actuellement à 0,027 €/kWh en 2030 et 0,013 €/kWh en 2050 ; un scénario de croissance de base dans lequel cette valeur devrait passer à 0,031 €/kWh en 2030 et 0,019 €/kWh en 2050 ; et un scénario de croissance lente où il n’atteint que 0,036 €/kWh en 2030 et 0,025 €/kWh en 2050. Les scientifiques ont supposé que chaque année, le prix moyen des modules pouvait diminuer de 25 % au minimum et que l’efficacité moyenne des modules s’améliorait de 0,4 %. L’OPEX en 2020 a été estimé à 9,4 €/kW par an et il est supposé diminuer de 10 % LR par an.

Électrolyse

En ce qui concerne les électrolyseurs à grande échelle, les chercheurs ont constaté que le CAPEX dans le scénario de croissance rapide pourrait passer de 400 €/kW en 2020 à 230 €/kW en 2030 et 60 €/kW en 2050. De plus, ils s’attendent à ce que cette baisse de prix atteigne 260 €/kW en 2030 et 80 €/kW en 2050 dans un scénario de croissance de base et 280 €/kW en 2030 et 130 €/kW en 2050 dans un scénario de croissance lente.

« L’efficacité de pointe des électrolyseurs alcalins est de 67 %, ce qui est supposé augmenter de 0,3 % par an pour atteindre 76 % d’ici 2050, a expliqué le groupe. Les coûts des catalyseurs ne sont pas considérés comme critiques car le nickel est l’électrocatalyseur le plus courant dans l’électrolyse alcaline de l’eau ».

LCOH

Lors du calcul du LCOH, l’équipe de recherche a supposé qu’une installation photovoltaïque est surdimensionnée par rapport à la puissance d’entrée de l’électrolyseur dans un rapport de 1,33. Dans cette configuration, les électrolyseurs ont 33 % d’heures de pleine charge (FLH) en plus par rapport au rendement PV dans chaque emplacement. Une dégradation de 2 % la première année et une dégradation annuelle de 0,5 % sont estimées pour le rendement de la centrale photovoltaïque et une dégradation annuelle de l’efficacité comprise entre 0,10 et 1,50 % est supposée pour l’électrolyseur.

Les universitaires ont précisé que le LCOH actuel de l’hydrogène solaire atteint son niveau le plus bas de 0,031 €/kWh dans le désert d’Atacama au Chili, qui est la région avec le niveau de rayonnement solaire le plus élevé au monde, et la valeur la plus élevée de € 0,081/kWh à Helsinki, qui est la région avec le rayonnement le plus faible parmi les emplacements choisis. « D’ici 2030, le LCOH diminuera d’environ 33 % et de 67 % d’ici 2050, ont-ils souligné. Il est à noter que le coût de l’électricité générée par le photovoltaïque représente déjà environ 63 % du LCOH, et passera à environ 74 % d’ici 2050. Cela suggère que le CAPEX de l’électrolyseur ne jouera pas un rôle majeur dans le futur développement du LCOH ».

Selon les chercheurs, le LCOH diminuera entre 0,020 € et 0,054 €/kWh ou 0,7 € et 1,8 €/kg d’ici 2030 et 0,010 € et 0,027 €/kWh ou 0,3 € et 0,9 €/kg d’ici 2050. cette décennie, l’hydrogène solaire sera globalement un carburant moins cher par rapport à l’hydrogène produit à partir de gaz naturel avec stockage de capture du carbone. « Les meilleurs sites de ressources solaires au monde atteignent aujourd’hui la pleine compétitivité de l’hydrogène vert par rapport à l’hydrogène fossile à base de méthane, même sans capture du carbone fossile, souligne Christian Breyer. Le temps du green washing est révolu et les grandes industries, telles que la sidérurgie, l’industrie chimique, le transport maritime et l’aviation doivent proposer de véritables stratégies de transition pour réagir à la pression massive des politiques et des investisseurs ».