Document élaboré par le cabinet d’expertise et de conseil AFRY Management Consulting France SAS (« AFRY »).
Résumé exécutif
Pourquoi l'hydrogène est-il important ?
La transition énergétique est en train de changer la façon dont le monde fonctionne. Les nouvelles technologies, comme l'énergie éolienne et l'énergie solaire photovoltaïque, permettront de produire de l'électricité sans émission de CO2. La transition énergétique nécessite également l'adoption de chaleur, de carburants et de matières premières renouvelables pour atteindre les objectifs de l'accord de Paris limitant le réchauffement de la planète à moins de 2°C. L'hydrogène pourrait être le chaînon manquant à cet égard, en convertissant l'électricité renouvelable en un gaz à faible teneur en carbone, ouvrant ainsi la voie à la décarbonation de tous les secteurs de l'économie. La production d'hydrogène bleu permettrait également d'utiliser le gaz naturel sans émission de CO2 grâce à la capture, au transport et au stockage du CO2.
L'adoption de ces nouvelles technologies modifiera la façon dont les utilisateurs actuels consomment l'énergie. De nouvelles industries pourraient voir le jour, profitant des possibilités qu'offre l'hydrogène pour produire des biens plus durablement, permettre le stockage d'électricité renouvelable et fournir des modes de transport à faibles émissions. L’hydrogène redéfinira également les opportunités économiques des pays. Les pays disposant d'abondantes ressources naturelles telles que les ressources éolienne, solaire et le gaz naturel peuvent les convertir en un gaz ou d'autres dérivés de l'hydrogène transportables dans le monde entier et valorisables. Ces produits peuvent être un accélérateur du développement économique et du progrès.
Quel est le périmètre de l'étude ?
Cette étude explore les opportunités liées au développement de la production d’hydrogène pour la Mauritanie et présente les leviers pour saisir ces opportunités. L'étude présente d'abord un aperçu du contexte mondial de l'hydrogène. Ensuite une quantification du potentiel de production d'hydrogène en Mauritanie est présentée et les opportunités économiques de la production d'hydrogène, tant pour l'exportation que pour l'usage domestique, sont évaluées. Il en résulte un objectif pour la Mauritanie de capter jusqu'à 1,5% du marché mondial de l'hydrogène et jusqu'à 1% du marché mondial de l'acier vert d'ici 2050. L'étude évalue l’infrastructure requise pour l'économie de l'hydrogène et le besoin de compétences et de main-d'œuvre, pour lesquels l'étude propose également une structure de formation. En outre, l'étude définit des recommandations pour le cadre juridique et contractuel et un cadre de gouvernance pour le Gouvernement. Tous ces éléments sont intégrés dans une feuille de route définissant des actions et des mesures pour le Gouvernement et les autres acteurs du secteur.
Comment l'étude a-t-elle été menée ?
L'étude a été développée en deux étapes. Dans un premier temps, le marché a été analysé et les opportunités clés pour la Mauritanie ont été sélectionnées. Dans un deuxième temps, la feuille de route a été élaborée, y compris l'évaluation des implications pour la gouvernance, le cadre juridique et l'éducation. L'étude est basée sur une revue de la littérature, la modélisation des systèmes énergétiques, des coûts énergétiques et des processus industriels, des discussions avec des experts de l'industrie en Mauritanie et à l'étranger. Les réunions hebdomadaires avec le comité de suivi technique ont été un élément important pour l’élaboration de l'étude. Ces réunions ont permis de s’assurer de manière continue que les questions sont abordées correctement et surtout de confirmer que le contexte et les conditions locales en Mauritanie sont pris en compte.
Quel est le potentiel de production d'hydrogène en Mauritanie ?
Grâce à sa situation géographique, la Mauritanie est dotée d'importantes ressources solaires et éoliennes, permettant une production d'électricité renouvelable à faible coût. L'électrolyse permettra ensuite de produire de l'hydrogène vert. De plus, les récentes découvertes de gaz naturel ont élargi l'éventail des ressources énergétiques disponibles. L'utilisation du reformage du méthane à la vapeur avec capture et stockage du carbone ou de la pyrolyse du méthane permettrait d'utiliser le gaz naturel pour la production d'hydrogène avec une faible empreinte carbone.
Le potentiel total de production d'hydrogène pour la Mauritanie est de 20,1 millions de tonnes par an. En affectant seulement 5 % de ses régions côtières à la production éolienne et solaire, la Mauritanie pourrait produire 12 Mt d'hydrogène vert. En outre, 8,1 Mt d'H2 pourraient être produites à partir du gaz naturel par SMR et CCS, lorsque la capacité de stockage est suffisante. Alternativement, la technologie de pyrolyse du méthane fournirait encore la moitié de cette production, soit 4 MtH2.
Quels sont les atouts de la Mauritanie pour la filière de l’hydrogène ?
La Mauritanie dispose d’un potentiel très important d’énergie renouvelable, d’une grande disponibilité surfacique pour les actifs, d’une position géographique stratégique garantissant une proximité avec les marchés internationaux, l’existence d’un marché local pour l’utilisation de l’hydrogène et ses dérivés, la présence d’un climat d’investissement attractif (régulation, contractuel).
Quels sont les bénéfices des projets hydrogène pour l’économie locale de la Mauritanie ?
Un projet hydrogène n'est pas un projet autonome, mais le projet et les infrastructures nécessaires (décrites ci-dessous) apportent trois contributions à l'économie locale :
- Premièrement, des actifs de production d'électricité renouvelable seront construits. Toute l'électricité ne sera pas utilisée pour la production d'hydrogène et une partie de l'électricité pourra donc être utilisée par l'industrie locale et d'autres consommateurs.
- Deuxièmement, l'infrastructure de l'eau, y compris le dessalement et le transport, répondra également à la demande des utilisateurs locaux, de l'industrie, des mines et des ménages.
- Troisièmement, l'hydrogène produit permettra le développement économique du pays, car il constitue une matière première et une source d'énergie pour l'industrie locale et serait également un produit d'exportation.
o En particulier, la production d’hydrogène bas carbone sera capitale pour créer une industrie de l’acier vert en Mauritanie ; le contenu local et les recettes fiscales de ce secteur pourront contribuer significativement à l’économie nationale
Quelles sont les opportunités d'investissement intéressantes dans le domaine de l'hydrogène ?
La production d'hydrogène sera à la base de nombreuses opportunités d'investissement en Mauritanie qui bénéficieront des nouvelles infrastructures d'électricité, d'eau et d'hydrogène. Vingt opportunités d'investissement ont été identifiées, à partir de quatre « molécules sources » : l'hydrogène, l'oxygène, la soude caustique et le dichlore. Ces opportunités d'investissement ont été évaluées sur la base de 6 critères. Ces critères incluent l'attractivité économique, la conformité environnementale, les compétences requises, la contribution sociétale, la maturité de la technologie et la complexité de la chaîne d'approvisionnement.
Trois opportunités seraient prioritaires à court terme :
- Production d'ammoniac pour l'exportation / production d'hydrogène liquide pour l'exportation
- Production de nitrate d'ammonium pour la demande locale et l'exportation
Quatre opportunités seraient prioritaires à moyen terme :
- Production de méthanol pour l'exportation et e-fuel
- Production d'acier vert
- Utilisation de l'hydrogène pour les équipements miniers (engins et train)
- Production d'engrais pour la demande locale et l'exportation
Deux autres opportunités pourraient être envisagées sur le long terme :
- Production d'hydrogène pour l'utilisation à petite échelle (mobilité, bâtiment, etc.)
- Production d'hydrogène pour la production électrique
Quelle est l’ambition de la Mauritanie pour l’hydrogène ?
L'ambition hydrogène pour la Mauritanie a été développée par une approche analytique : les objectifs de production ont été calculés en identifiant des parts de marché atteignables par la Mauritanie pour chaque produit, principalement en fonction du nombre de compétiteurs internationaux. A partir de ces parts de marché, les objectifs de production des produits finaux ont été établis, et les volumes d'hydrogène, d'électricité et d'eau nécessaires ont été calculés et sommés.
Sur la base d'une part de marché visée sur le marché mondial, des besoins d'importation des grandes régions, de la présence de la concurrence, de la taille des installations de production et des conditions de la demande intérieure, les objectifs pour les produits finaux ont été fixés et ainsi la production d'énergie renouvelable et le dessalement de l'eau nécessaires ont été déterminés. Ceux-ci sont présentés dans la figure 1.
L'hydrogène de Mauritanie sera-t-il compétitif ?
La Mauritanie est en effet bien positionnée pour fournir les marchés européens et nord- américains en hydrogène bas carbone, qui représenteraient à eux seuls 29% de la demande en 2050, ainsi que d'autres marchés émergents (Afrique et Amérique latine principalement).
Le coût de production d’hydrogène bas carbone en Mauritanie serait parmi les plus bas au monde, grâce à l’abondance et à la qualité des ressources renouvelables éoliennes et solaires locales. Le coût de livraison de l'hydrogène mauritanien en Europe serait tout au plus égal aux coûts de production locaux. Cependant, avec les volumes d'hydrogène requis pour décarboner l'économie européenne, l'importation d'hydrogène sera obligatoire. En effet, l'UE prévoit de disposer à horizon 2030 d'une capacité d'électrolyse de 40 GW en dehors de l'UE pour répondre à ses besoins.
Quelles infrastructures seront nécessaires pour mettre en place les projets relatifs à l'hydrogène ?
De nouvelles infrastructures devront être construites pour permettre la production d'hydrogène et pour les produits dérivés de l'hydrogène. En outre, les infrastructures d'électricité et d'eau doivent être construites ou étendues pour que la société dans son ensemble puisse bénéficier des possibilités offertes par l'hydrogène.
Sur la base d'une évaluation de la chaîne de valeur complète pour chaque opportunité d'investissement, l'infrastructure requise pour chaque opportunité a été répertoriée par étape. Un résumé est donné dans la figure ci-dessous.
Cette figure montre deux exemples de hubs possibles pour la production d'hydrogène vert et de produits dérivés et un hub pour l'hydrogène bleu. Bien qu'une infrastructure partagée puisse être bénéfique et qu'un seul centre soit préférable, le nombre de hubs dépendrait également des ambitions des développeurs de projets d'hydrogène et on ne peut donc pas exclure la possibilité de hubs multiples.
Pour les produits dérivés, la source d'hydrogène, qu'elle soit bleue ou verte, ne crée pas de différence dans l'infrastructure requise. Bien sûr, pour l'hydrogène bleu, comme pour l'hydrogène vert, un pipeline relierait le centre de production d'hydrogène au centre de demande.
Quelles sont les infrastructures qui pourraient être partagées ?
Les possibilités d'investissement dans l'hydrogène nécessiteraient certaines infrastructures partagées. Par exemple, l'infrastructure portuaire profiterait à la fois au transport d'ammoniac ou d'hydrogène liquide et à l'acier vert. Le renforcement de l'infrastructure portuaire profiterait également à d'autres industries en Mauritanie, comme l'industrie minière.
De même, le renforcement de l'infrastructure ferroviaire profiterait au transport de l'acier vert et d'autres produits miniers. Les trains pourraient être convertis à l'utilisation de l'hydrogène.
Enfin, le réseau électrique, l'infrastructure de transport de l'eau et l'infrastructure de transport de l'hydrogène seraient des infrastructures qui pourraient être partagées, profitant à plusieurs développeurs de projets d'hydrogène et au grand public.
Quelles sont les compétences nécessaires à la filière hydrogène ?
Sur la base des ambitions des opportunités d'investissement dans l'hydrogène et de l'infrastructure requise, une liste des compétences nécessaires pour installer, exploiter et maintenir les actifs, financer, réglementer et administrer la filière hydrogène a été établie. Les compétences requises sont liées aux activités de la chaîne de valeur pour chaque possibilité d'investissement dans l'hydrogène. Selon une première estimation, la réalisation des objectifs ci-dessus nécessiterait la création, d'ici 2050 :
- Environ 280 000 emplois pour la construction et la mise en service des infrastructures et des installations de production
- Environ 100 000 emplois pour l'exploitation et la maintenance de ces installations industrielles
En outre, le Gouvernement doit développer d'autres compétences qui permettraient le démarrage de la filière hydrogène :
- Signer des partenariats internationaux, pour le transfert de compétences et la formation (bourses, échanges, formation de professionnels, etc.), et pour le transfert de technologies
- Recruter des enseignants experts dans les applications industrielles de l'hydrogène
- Former rapidement le personnel nécessaire au développement des projets et à l’exploitation des nouvelles installations
Quelles sont les actions nécessaires pour développer une filière hydrogène efficiente ?
Pour développer l'industrie de l'hydrogène, un effort conjoint du Gouvernement, de ses ministères et d'autres organisations gouvernementales, des instituts de recherche et d'éducation et des développeurs et des acteurs d’industrie sera nécessaire. Le Gouvernement aura un rôle d'initiateur et de coordinateur. Dans la feuille de route, nous avons décrit les actions nécessaires au développement de la filière hydrogène. L’ensemble de ces actions permettra ensuite de piloter la construction de projets, en veillant en particulier à transférer les compétences et les technologies de l’hydrogène et de ses dérivés au tissu socio-économique mauritanien.
La feuille de route hydrogène bas carbone définit des objectifs industriels à la fois ambitieux et réalistes pour la Mauritanie dans cette nouvelle filière. Les prérequis pour les atteindre - juridiques et contractuels, d’infrastructures, de compétences, organisationnels - ont été identifiés et des recommandations sont formulées.
Le plan d’action de la filière hydrogène a été défini, avec une liste de 77 mesures à court, moyen et long terme pour atteindre les objectifs industriels. Le dispositif à mettre en place et les indicateurs pour piloter la réalisation de ces mesures ont été définis.
Cette feuille de route contribuera à l’établissement de l'économie de l'hydrogène en Mauritanie et permettra d'atteindre les objectifs de développement durable nationaux et internationaux.
Onze grandes thématiques ont été identifiées comme structurantes pour le plan d’action :
- La gouvernance
- La formation
- Les contrats, législation et normes
- Les accords internationaux
- L’électricité renouvelable
- L’eau dessalée
- L’hydrogène et ammoniac
- Le méthanol et électro-carburants
- L’acier vert
- Le nitrate d'ammonium
- Les infrastructures transverses
Chacun de ces domaines sera abordé dans les sous-questions suivantes.
Quelle structure de gouvernance serait adaptée ?
La structure de gouvernance requise au sein des instituts gouvernementaux ressemblera à celles qui sont en place aujourd'hui pour les hydrocarbures et l'eau :
− La Direction Hydrogène : intégrée au sein du MPME, cette nouvelle direction serait en charge des aspects stratégiques, politiques, juridiques, contractuels et diplomatiques de la filière hydrogène
− L’Agence Hydrogène : affiliée au MPME, ce nouvel opérateur de l’Etat serait principalement en charge des aspects opérationnels (suivi de l’exécution des chantiers, pilotage des études de faisabilité, etc.)
− La Société Hydrogène : affiliée au MPME, ce nouvel opérateur de l’Etat serait principalement en charge des aspects financiers (gestion des participations de l’Etat dans les projets de la filière hydrogène)
Ces institutions résultent de l’application de certains principes organisationnels directeurs :
- Séparer l'élaboration des politiques de leur mise en œuvre, des opérations et des activités de financement
- Eviter les doublons dans l’administration publique et au sein des opérateurs de l’Etat
- Minimiser le nombre d’entités intermédiaires dans la prise de décision
- Maximiser le recours aux compétences et aux institutions existantes
- Clarifier et simplifier les institutions de l’hydrogène, à la fois pour les acteurs étrangers et nationaux
Les actions de la feuille de route reflètent la mise en place de ces entités, la définition précise de leurs stratégies, tâches, activités et responsabilités. Par exemple, un processus d'appel d'offres doit être établi et exécuté, les activités liées à l'hydrogène dans le pays doivent être suivies et les investissements dans ce domaine doivent être encouragés.
Quelles sont les compétences nécessaires à la filière hydrogène ?
La formation est nécessaire pour disposer de toutes les compétences et d'une main- d'œuvre bien qualifiée. Une main d'œuvre compétente à tous les niveaux est nécessaire, d'où la nécessité de mettre en place des formations tant au niveau de l'enseignement supérieur que de la formation professionnelle.
- L'enseignement supérieur, par la création de Départements Hydrogène, dédiés à la R&D, à la veille technologique et à l'enseignement, au sein des écoles et universités mauritaniennes ou par des échanges dans des universités étrangères, et qui permettraient de former un personnel moyennement à hautement qualifié (ingénieurs Bac+5, techniciens Bac+3)
- La formation professionnelle, par la mise en place de programmes spécifiquement dédiés aux métiers de l'hydrogène au sein des centres de formation professionnelle existants en Mauritanie ou auprès des développeurs et industriels.
Les actions de la feuille de route visent la mise en place de ces départements et programmes, le développement du contenu des programmes de formation incluant les aspects sécurité dans l'hydrogène, le programme de recherche et le recrutement du personnel.
Que faut-il pour disposer d’un cadre contractuel et normatif adéquat ?
Les promoteurs privés réaliseront les investissements dans l'infrastructure de l'hydrogène. Les activités qu’ils comportent relèvent :
− Du cadre juridique des activités industrielles et commerciales, avec la nécessité d’un encadrement réglementaire strict relatif aux risques industriels liés à la production et au transport de l’hydrogène ainsi que des productions qui en sont dérivées ;
− Du cadre juridique et réglementaire relatif aux activités de service public, telles que la production et la fourniture d’électricité et d’eau ;
− Du cadre juridique de l’utilisation du domaine public ou privé de l’Etat, tels que les terres du domaine privé de l’Etat ou le domaine public maritime.
Le cadre juridique, réglementaire et contractuel qui leur est applicable doit permettre d’assurer la cohérence de ces différentes composantes, en vue d’assurer aux investisseurs une sécurité juridique ainsi qu’une attractivité suffisante, requises pour la réalisation de projets de cette envergure et à l’Etat la protection de ses intérêts.
Les actions détaillées de la feuille de route concernent la mise à jour du code d'électricité, l'adhésion aux normes internationales HSE et leur respect, la mise en place de contrats types pour la vente d'électricité et d'eau, la mise en place de contrats types avec les développeurs de projets hydrogène, et la mise en place d'un cadastre.
En particulier, la nouvelle industrie de l'hydrogène devra être réglementée pour veiller à ce que les intérêts des pouvoirs publics, de l'industrie et de la population soient bien pris en compte. Si l'hydrogène implique également les activités existantes dans les domaines de l'électricité et de l'eau et ne constitue pas une activité nouvelle et isolée, les règles et les codes devraient être proches et comparables à ceux qui couvrent les domaines existants.
Dans le Code de l'électricité, nous proposons de prendre deux mesures. Premièrement, mentionner les licences à accorder aux autoproducteurs parmi les exceptions aux licences par appels d'offres. Deuxièmement, définir les montants des redevances calculées sur les revenus de la fourniture d'électricité excédentaire.
Une réglementation HSE est déjà en place. Pour s'assurer que la réglementation HSE existante est également bien adaptée à l'hydrogène, nous proposons trois actions. Premièrement, l'identification des systèmes normatifs relatifs à la sécurité des établissements impliqués dans la production et le transport de l'hydrogène et de ses sous- produits et deuxièmement le renforcement de la gouvernance de la sécurité industrielle: redéfinition des objectifs, des tâches et des activités de supervision et de pilotage du risque industriel en Mauritanie et troisièmement la rédaction et la promulgation du décret définissant la procédure de classification des ICPE.
Des contrats types pour l'industrie de l'hydrogène doivent être mis en place. Un type de contrat entre le Gouvernement et les développeurs d'hydrogène doit être défini. La structure d'un tel contrat a été fournie dans ce rapport. Un contrat type pour la vente d'électricité à la société d'électricité SOMELEC doit être défini et de même pour l'eau avec la société d'eau SNDE.
Certains changements dans les autorisations seront également nécessaires : la définition d'un bail emphytéotique standard pour les développeurs d'hydrogène et de ses dérivés, la réforme de l'autorisation d'occupation du domaine public maritime sera nécessaire. En particulier, certaines assurances devraient être données à l'investisseur sur le renouvellement de l'autorisation d'occupation afin que cette durée corresponde à celle de l'occupation des terrains sur lesquels seront construites les autres installations du projet et des terrains nécessaires, le cas échéant, pour construire l'usine de dessalement
Pour soutenir de manière optimale l'industrie naissante et identifier les sites favorables à la production d'énergie renouvelable, un aménagement du territoire est nécessaire. Ainsi, un prérequis essentiel consiste en la cartographie de l'assiette foncière pouvant être affectée au projet d'hydrogène et de ses dérivés, en veillant à ce que les terrains nécessaires à la mise en œuvre des futures installations de production, de transport et d'exportation puissent être mis à disposition en temps voulu.
Afin de promouvoir le climat d'investissement favorable en Mauritanie, nous proposons de communiquer clairement sur la réforme juridique et la simplification administrative auprès des partenaires financiers et opérationnels potentiels de la filière hydrogène.
Comment préparer l'infrastructure transversale pour la filière hydrogène ?
Pour permettre la production et l'exportation d'hydrogène et de ses produits dérivés, une infrastructure transversale sera nécessaire. Une infrastructure portuaire avec des terminaux pour l'exportation d'ammoniac, d'acier vert et de méthanol devra être mise en place. En outre, le port sera la zone où seront construites les installations de production. Dans un tel hub industrialo-portuaire, les synergies entre les activités doivent être recherchées car elles peuvent créer des avantages, comme l'efficacité énergétique.
Les actions de la feuille de route incluent les études pour l'identification des renforcements de capacité des ports, ainsi que l'impact socio-économique de l'agrandissement des ports. Comme de multiples activités auront lieu dans une région portuaire, une action vise à assurer des synergies (notamment énergétiques) entre les acteurs. Un modèle économique pour l'infrastructure portuaire et son financement est nécessaire ainsi que l'EPC de l'infrastructure portuaire nécessaire pour permettre l'exportation.
Comment développer une filière de l’hydrogène conforme aux normes internationales environnementales ?
La manipulation et le stockage de l'hydrogène sont régis par les règlements relatifs à la manipulation des substances dangereuses. Afin de veiller à la conformité de la filière hydrogène aux normes internationales environnementales, le Gouvernement pourra activer quatre principaux leviers : la réglementation, la contractualisation, la formation, et la gouvernance.
Le décret en projet portant application du régime des ICPR devra être promulgué. Une procédure de classification devra être mise en place, et la nomenclature des installations classées établie par arrêté du Ministre chargé de l’environnement. Les systèmes normatifs relatifs à la sécurité des établissements concernés par la production et le transport d’hydrogène et de produits dérivés devront être définis.
Dans l’attente de cette réglementation, il sera nécessaire de rendre contractuels les normes et règles requises par référence aux normes internationales existantes.
La maîtrise des risques industriels de la filière hydrogène nécessitera la mise en place de parcours universitaires et de centres de formation professionnelle dédiés aux normes environnementales internationales et aux risques industriels.
Le Gouvernement et les nouvelles instances de gouvernance de l’hydrogène assureront le pilotage de la conformité environnementale, en lien avec les ministères de l’énergie, de l’industrie, et de l’environnement.
Pour consulter le document entier de la feuille de route H2 bas carbone :