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La stratégie d’importation d’hydrogène du Japon


En octobre 2020, lors de sa première adresse au Parlement, le nouveau premier ministre du Japon Yoshihide Susa a annoncé que son gouvernement avait l'intention d'amener son pays à la neutralité carbone d'ici à 2050. Cette annonce a renforcé les engagements pris par le gouvernement précédent, qui visait une réduction à cette même date de 80% des émissions par rapport à 2010.


Un des instruments majeurs via lequel le gouvernement japonais compte réaliser cette transition vers une société bas carbone est le Ministère de l’Économie, du Commerce et de l'Industrie (METI). Celui-ci est en effet responsable en large part de la stratégie industrielle et énergétique du pays, et collabore de façon étroite avec les entreprises privées des secteurs concernés.


Les secteurs cibles

Dans sa « Stratégie Croissance Verte », le METI a ciblé 14 secteurs prioritaires pour la transition vers une économie sans carbone, répartis en trois catégories : énergie, transports et industries, et lieux domestiques et de bureaux. L'hydrogène est impliqué dans quatre des sept secteurs « transports et industries » et surtout trois des quatre secteurs énergétiques :

Energie

Transports et industries

Lieux domestiques et de bureaux

Eolien Offshore


Ammoniac combustible*


Hydrogène*


Energie nucléaire*

Batteries et mobilité*


Semiconducteurs et TIC


Maritime*


Logistique, transport de personnes et infrastructures*


Agro-alimentaire, sylviculture, pêche


Aviation*


Recyclage du carbone

Construction et logement


Circulation des ressources


Biens & Services

Fig 1 : Secteurs de croissances prioritaires identifiés par le METI japonais ; les secteurs concernant l’hydrogène sont indiqués par un astérisque *.

Source : https://www.meti.go.jp/english/press/2020/pdf/1225_001a.pdf , p10



L’originalité de la stratégie Japonaise

Si le Japon est aujourd’hui l’un des pays les plus avancés dans la transition vers une économie hydrogène, sa stratégie se démarque de celles d’autres pays industrialisés par la faible priorité mise sur la production nationale d’hydrogène, décarbonée ou non.


En effet, le Japon compte s’appuyer largement sur des importations pour approvisionner son économie en hydrogène, et organise dès aujourd’hui ses filières en conséquence. Les raisons derrière ce choix sont notamment les contraintes géographiques qui pèsent sur le pays pour l’hydrogène vert, comme le manque d’espace sur l’archipel pour la production d’énergie renouvelable, ou des fonds marins peu adaptés à l’éolien offshore, ou encore les résistances et les incertitudes sur le nucléaire pour l’hydrogène rose.


Bien que les filières d’importation en charbon et gaz naturel soient bien établies, le Japon ne semble pas vouloir développer de filière domestique de production d’hydrogène fossile (brun, gris ou bleu), pour des raisons peu explicites (voir par exemple la fin de cet article). On peut supposer que les technologies de capture et séquestration du CO2 sont peu adaptées au pays eu égard au risque sismique, et que le Japon veut limiter les émissions de CO2 domestiques associées à la production d’hydrogène brun ou gris.


Les technologies et la feuille de route

Bien que la stratégie hydrogène du Japon soit ambitieuse et bien engagée, et que les acteurs privés japonais se la soient largement appropriée, l’incertitude technique associée aux différentes technologies pour un usage futur à grande échelle conduit les différents acteurs à poursuivre diverses pistes de développement des chaînes de valeur, notamment pour l’approvisionnement à l’international.


De ce fait, plusieurs solutions sont aujourd’hui développées dans ce domaine. On peut noter l’approvisionnement direct en H2 liquéfié par tanker, le stockage chimique via un composé organique liquide comme le méthylcyclohexane (LOHC), et l’approvisionnement en ammoniac NH3. Ces technologies semblent représenter l’essentiel des pistes poursuivies par le Japon. Elles ont d’ailleurs été mises en avant par un groupe de travail dédié, voir par exemple la section 3.4 de ce document, vraisemblablement à l’exclusion d’alternatives telles que l’hydrogène pressurisé, le méthanol, le gaz naturel renouvelable ou le stockage solide. Certaines de ces dernières technologies ont cependant été retenues pour des applications domestiques, notamment de distribution locale ou régionale.


Parmi ces trois méthodes d’importation d'hydrogène, l’ammoniac est peut-être la plus favorisée puisque les chaînes de production via le gaz naturel et d’approvisionnement existent déjà. Le Japon en importe 200 000 t/an, soit 1/5e de sa consommation. A moyen terme, l’ammoniac serait utilisé en co-combustion à 20 % dans les centrales à charbon japonaises (cf Fig 2), comme le prévoit le consortium JERA, qui gère la majorité des centrales thermiques du pays ; et pour le plus long terme des industriels développent des turbines utilisant de l’ammoniac pur comme carburant.


En termes de volumes et de prix indicatifs, le Japon compte importer 300 kt/an d’hydrogène en 2030, contre 4 kt/an aujourd’hui, à un prix de 30 JP¥/Nm3, soit 357 JP¥/kg, équivalent à 3,3 US$/kg au taux de change actuel, contre ~10$/kg aujourd’hui. Pour ce qui est de l’ammoniac, le Japon projette d’en utiliser 3 Mt/an en 2030, en co-combustion dans ses centrales thermiques, et vise un prix de 15 à 20 ¥/Nm3, contre 20-25 ¥/Nm3 aujourd’hui, cela correspondrait à environ 0,2 US$/kg en 2030 contre environ 0,25 US$/kg aujourd’hui.


Fig 2 : La feuille de route du METI pour l’ammoniac combustible. Source : METI


A la différence d’autres pays développés, en particulier de l’Union Européenne, les acteurs de la transition énergétique japonaise semblent considérer le caractère vert (c’est à dire issu d’énergie renouvelable) de l’hydrogène comme secondaire, au moins par rapport au caractère décarboné. Ainsi, la production d’hydrogène à partir d’hydrocarbures fossiles est considérée comme acceptable, voire est favorisée en raison des coûts plus bas ; il semble cependant que la production domestique, minoritaire, se restreigne à l’hydrogène vert pour des raisons d’acceptabilité.


De plus, pour faciliter dès aujourd’hui le développement des chaînes d’approvisionnement, le Japon semble prêt, à court terme, à ne pas faire de l’absence de capture et séquestration du CO2 un point bloquant pour les investissements ; dans les faits, cela signifie que le Japon est prêt à importer de l’hydrogène brun ou gris. Les projets pilotes d’importation par LOHC et H2 liquide, depuis Brunei et l’Australie respectivement, constituent deux bons exemples, puisque la production se fait par vapocraquage du méthane dans le premier cas et par gazéification du charbon dans le second, sans capture et séquestration du CO2 pour l’instant. Ce point est cependant susceptible d’évoluer rapidement, la réduction des émissions de gaz à effet de serre étant un objectif majeur du basculement vers une économie hydrogène.


Les acteurs Japonais

Au-delà des objectifs de transition écologique et de sécurité énergétique, la stratégie hydrogène du Japon vise également à établir les entreprises japonaises en acteurs majeurs du marché de la production d’hydrogène et de ses dérivés dans le Pacifique. A ce titre, les entreprises japonaises et le gouvernement recherchent activement des collaborations à l’international avec des pays potentiellement producteurs pour investir dans des infrastructures de production et de transport. Outre les exemples australien et brunéien, les acteurs japonais explorent des partenariats dans toute la région Pacifique, ainsi qu’avec les pays pétroliers du golfe Persique : États-Unis, Nouvelle-Zélande, Malaisie, Russie, Arabie Saoudite


Si un grand nombre d’entreprises japonaises sont impliquées dans le développement de l’économie japonaise de l’hydrogène, certaines sont particulièrement présentes dans le développement à l’international mentionné plus haut. On peut citer notamment Mitsubishi et ses filiales, présents sur toute la chaîne de valeur de l’hydrogène et de l’ammoniac ; Chiyoda Corp., qui développe le transport par LOHC ; Kawasaki, actif entre autres dans le transport d’hydrogène liquéfié, de même qu’Iwatani, ces deux compagnies ayant participé à la fondation du consortium HySTRA.


Ces partenariats résultent d’une coordination entre les industriels qui concluent directement des contrats avec et investissent dans des entreprises outre-mer, et le gouvernement qui, d’une part, signe des mémorandums de coopération avec d’autres gouvernements nationaux et régionaux et, d’autre part, soutient activement les entreprises via un soutien technique et financier, ainsi qu’avec des consortiums public-privé. Tant le gouvernement que les entreprises du Japon sont ainsi prêts à investir largement dans les infrastructures des pays de la région pour façonner le futur marché de l’hydrogène et de ses dérivés, notamment l’ammoniac.


Pour illustrer ces processus, on peut considérer par exemple le projet pilote d’importation d’ammoniac bleu depuis l’Arabie Saoudite. Un mémorandum a été signé entre l’Institut de l’Economie des Energies du Japon (IEEJ), un think tank, et Saudi Aramco en 2019 lors d’un forum économique saudi-japonais organisé entre autres par le METI. L’aspect production du projet a été porté par Aramco et Saudi Arabia Basic Industries Corporation, utilisant des infrastructures existantes. L’IEEJ avait délégué à Mitsubishi la tâche de gestion du transport de l’ammoniac, en partenariat avec UBE Industries et JGC Corporation, respectivement spécialisées dans la chimie et l’ingénierie des hydrocarbures. L’ensemble du processus a été soutenu par le METI.



Conclusion

Le Japon mène donc une politique de développement d’importations d’hydrogène combinant une sélection de technologies porteuses et de multiples pays sources autour du Pacifique et jusqu’à l'océan indien.


Le Canada n’est pas exclu de ces développements. Si aucun partenariat industriel majeur n’a pour l’instant été conclu entre les deux pays, les acteurs institutionnels japonais, notamment le METI, sont intéressés par les capacités de production d’hydrogène canadiennes.

Sur sa façade Pacifique, le Canada peut miser sur la production d’hydrogène bleu en Alberta et d'hydrogène vert en Colombie-Britannique. Ces projets sont en adéquation avec la stratégie fédérale canadienne concernant l’hydrogène, qui identifie le Japon comme l’un des cinq marchés d’exportation majeurs, et mise sur les infrastructures portuaires de la Colombie-Britannique pour exporter la production de la province et de l’Alberta vers le Pacifique, comme décrit dans ce document pp 89-90.


La stratégie d’importation d’hydrogène du Japon ouvre de nombreuses opportunités pour les acteurs tout autour du Pacifique qui sauraient s’en saisir. En particulier pour les entreprises des pays qui sauront organiser un cadre de collaboration public-privé.


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