Published 2022 | Version v1
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Hydrogen for climate neutrality: deployment conditions in France and Europe - Study No. 02/22

Description

In parallel with the 2020 recovery plans, the European Commission, France, Germany and other EU Member States have simultaneously announced ambitious hydrogen development strategies, representing more than 50 billion euros of investment by 2030. The ultimate goal is to contribute to achieving climate neutrality. This study aims to identify the main challenges for the development of hydrogen technologies, so that they can effectively contribute to achieving a sustainable emissions-neutral system. The relative low energy efficiency of hydrogen compared to other energy carriers indicates that it is not intended to replace fossil methane (natural gas) in the energy system. Nevertheless, it is useful for the decarbonization of certain uses, primarily in industry and transportation, and could play an essential role in the balancing and security of the electrical system. The rapid development of these new markets requires the dissemination of radically new technologies, equipment and supply systems, the success of which depends on the implementation of policies to support both the supply and demand sides. Long-term hydrogen infrastructure needs depend on strategic supply and demand choices, including the role of fossil methane and CCS-based hydrogen, the use of hydrogen for power generation and heavy-duty transportation, and cross-border supply choices for hydrogen and derived fuels. In an emissions-neutral system, hydrogen must be produced from renewable or nuclear electrolysis, while hydrogen based on fossil methane and carbon capture and storage (CCS) could only play a role in a transition period if it meets climate and economic viability conditions not reached today. The cost of hydrogen by electrolysis varies according to the electricity resources it mobilizes. Even taking into account the expected technological progress, it will remain higher in the long term than the fossil fuel alternatives that hydrogen must replace, but will offer an economically viable solution in sectors for which there is no or few alternatives. Cross-border hydrogen trading can be economically interesting, but raises issues of energy supply geopolitics, industrial specialization and the implementation of sustainability standards. (authors)

Abstract (French)

En parallele des plans de relance de 2020, la Commission europeenne, la France, l'Allemagne et d'autres etats membres de l'Union europeenne ont simultanement annonce des strategies ambitieuses de developpement de l'hydrogene, representant plus de 50 milliards d'euros d'investissements a l'horizon 2030. L'objectif etant, in fine, de contribuer a l'atteinte de la neutralite climat. Cette etude vise a identifier les principaux enjeux du developpement des technologies de l'hydrogene, pour que celui-ci contribue effectivement a atteindre un systeme neutre en emissions de facon durable. En raison de sa relative basse efficacite energetique qui affecte sa performance technique et climatique par rapport a des alternatives, il faut cibler en priorite la consommation d'hydrogene vers l'industrie (chimie, raffinerie, acier) et certains segments du transport de longue distance (aviation, maritime). Et le deploiement de l'infrastructure doit etre etroitement lie aux modes de production choisis, au role de l'hydrogene dans le transport de poids lourds et aux strategies d'approvisionnement d'hydrogene entre fourniture domestique ou importations. La relative faible efficacite energetique de l'hydrogene par rapport a d'autres vecteurs energetiques indique qu'il n'a pas vocation a se substituer au methane fossile (gaz naturel) dans le systeme energetique. Neanmoins, il est utile pour la decarbonation de certains usages, en priorite dans l'industrie et le transport, et pourra jouer un role essentiel dans l'equilibrage et la securite du systeme electrique. Le developpement rapide de ces nouveaux marches suppose la diffusion de technologies, d'equipements et de systemes d'approvisionnement radicalement nouveaux, dont le succes repose sur la mise en oeuvre de politiques de soutien a la fois cote offre et demande. Les besoins en infrastructures d'hydrogene a long terme dependent de choix strategiques en termes d'offre et de demande, notamment du role de l'hydrogene a base de methane fossile et CCS, de l'utilisation de l'hydrogene pour la production d'electricite et le transport de poids lourds et des choix d'approvisionnement transfrontaliers en hydrogene et carburants derives. Dans un systeme neutre en emissions, l'hydrogene doit etre produit a partir d'electrolyse renouvelable ou nucleaire, tandis que l'hydrogene a base de methane fossile et de capture et stockage de carbone (CCS) ne pourrait jouer un role dans une periode de transition que s'il remplit des conditions climatiques et de viabilite economique non atteintes aujourd'hui. Le cout de l'hydrogene par electrolyse varie selon les gisements d'electricite qu'il mobilise. Meme compte tenu des progres technologiques attendus, il restera superieur a long terme aux alternatives fossiles que l'hydrogene doit remplacer, mais offrira une solution economiquement viable dans les secteurs pour lesquels il n'existe pas ou peu d'alternative.. Les echanges transfrontaliers d'hydrogene peuvent etre interessants sur le plan economique, mais posent des enjeux de geopolitique d'approvisionnement energetique, de specialisation industrielle et de mise en place de normes de durabilite. (auteurs)

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Original title (French)
Hydrogene pour la neutralite climat: conditions de deploiement en France et en Europe - Etude No. 02/22

Publishing Information

Imprint Pagination
32 p.
ISSN
2258-7071
Report number
INIS-FR--22-0121

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Notes
115 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses