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La production d'hydrogène par électrolyse

Les publications sur le coût de production de l'hydrogène ne manquent pas.

Cette page apporte quelque chose de différent : une méthode pour calculer le coût dans le cadre du système intégré de production d'électricité et d'hydrogène et, surtout, un outil de simulation qui permet à chacun d'analyser ce qui fait le coût de l'hydrogène (coût des moyens de production et de stockage, composition du parc de production, mode d'alimentation de l'électrolyse, besoins de stockage d'hydrogène, valorisation de l'électricité excédentaire) ; elle permet aussi à chacun de tester ses propres hypothèses.

Pour situer l'hydrogène dans l'ensemble du système de production et de consommation d'énergie, il est commode d'utiliser un tableur qui permet à chacun de dresser avec ses propres hypothèses un tableau croisé de consommation d'énergie pa type d'énergie et par secteur d'utilisation  : cf ici.

Une éude a été faite en avril 2023 avec une hypothèse de coût de l'électrolyse sans doute trop élevée.  Elle est présentée ici. 

Une autre étude plus complète sera publiée en juin. Elle est plus complète.

L'ensemble des hypothèes de la situation de référence, sans production d'hydrogène  est  ici.  Le  logiciel de simulation est ici . 




















Le coût de production d’hydrogène
Evaluer le coût de production de l'hydrogène par électrolyse


Note : Dans l'étude présentée ci-dessous, qui a été postée en avril 2023, le coût d'investissement de l'électrolyseur et de tout ce qui l'entoure  est supposé être 2200 €/kW. La réalité peut probablement être largement inférieure.

Cette étude a été reprise en en mai-juin 2023 avec d'autres hypothèses de dépenses. De plus cette nouvelle étude permet de comparer le coût de production par une électrolyse alimentée sur le réseau électrique avec le coût d'une électrolyse alimentée par une source d'électricité dédiée. Elle introduit aussi le coût du stockage de l'hydrogène.
Cette nouvelle étude sera bientôt publiée.

Une méthode : comparer les dépenses totales de production d'électricité et d'hydrogène pour répondre à une même consommation finale d'électricité et selon que l'on produit plus ou moins d'hydrogène.
Attention !
 Il est possible de "démontrer" que l'hydrogène produit par électrolyse a un coût d'environ 2 euros par kilo ou même moins. C'est illusoire car, dans ce cas, la consommation finale d'électricité "subventionne" la production d'hydrogène : elle paie l'électricité plus cher que sans production d'hydrogène.


Le coût moyen du premier million de tonnes par an d’hydrogène est  4,9 €/kg ou 5,9 €/kg ou 7,6 €/kg selon que, pour le produire, on augmente la capacité nucléaire ou éolienne ou photovoltaïque.
Le deuxième million de tonnes par an coûte plus cher.

Voir ici une présentation de cette  étude    : l'introduction est reprise ci-dessous

et quelques tableaux  qui présentent le détail des hypothèses de capacité et de coût :

La consommation finale (hors pertes en ligne) est 530 TWh ; il n'y a pas de production d'hydrogène : 
nucléaire : 50 GW ; éolien sur terre : 30 GW ; en mer : 12 GW ; photovoltaïque : 50 GW
nucléaire : 20 GW ; éolien sur terre : 95 GW ; en mer : 50 GW ; photovoltaïque : 130 GW ; capacité pour produire du gaz de synthèse : 13 GW    
On utilise pour cela un logiciel de simulation du système formé par la production d’électricité et d’hydrogène.

L’hydrogène peut être consommé hors du système électrique ou servir à produire le gaz de synthèse dont le système électrique a parfois besoin. L’électrolyse peut être alimentée à puissance constante sauf lorsqu’il faut utiliser, pour produire de l’électricité, des turbines à combustion (TAC). Le logiciel calcule de combien les flexibilités de la consommation et de la production hydraulique et les possibilités des moyens de stockage (exprimées en GWh) permettent de diminuer le besoin de capacité de production à partir de gaz ; cette diminution du besoin de capacité (exprimée en GW) dépend de la configuration du parc de production.