Modelling geopolitical constraints in strategic energy planning: case study of Morocco's hydrogen pathways toward 2050

This thesis presents a Strategic Energy Modelling approach to analyse the nexus of techno-economic feasibility and geopolitical imperatives, focusing on the implications of regional rivalries and “energy colonisation” in disputed areas. The work focuses on Morocco as a compelling case study, examining its potential as a low-emission hydrogen exporter to Europe. The research takes as starting point EU’s hydrogen strategy and Morocco’s geopolitical representation. Then, it investigates how Morocco may leverage hydrogen infrastructure deployment, particularly within the contested territory of Western Sahara, as a strategic instrument for territorial consolidation and sovereignty assertion. Scenarios are defined for 2030 and 2050 to assess future infrastructure development. While the 2030 is modelled with only one scenario centred on the current policies, the 2050 scenarios integrate three distinct EU hydrogen demand (Conservative, Moderate, Ambitious) with two possible EU strategic choices of its suppliers (Pragmatic or Normative) and with Morocco-Algeria future relations (Strained or Normalisation). The core findings confirm that Morocco’s energy future is highly dependent on both its domestic geopolitical strategy and external EU policy choices. In 2030, the region associated with Western Sahara supplies 100% of hydrogen exports. In 2050 Pragmatic and strained relations with Algeria scenarios, Dakhla region maintains significant export shares, illustrating how the least-cost option also supports Morocco's sovereignty claims. The Normative EU alignment together with strained relations with Algeria force Morocco to rely only on pipeline trade via the Iberian Peninsula (Tangier hub), moving the barycentre of production to Rabat. With a normalisation of relations with Algeria, the barycentre of hydrogen production moves towards Moroccan bordering regions with Algeria in both the Pragmatic and Normative cases. The state of Morocco-Algeria relations acts as a fundamental switch determining the optimal cross-border network topology: diplomatic normalisation unlocks an integrated North African corridor, enabling new export routes through the Marrakesh and Oriental regions via Algeria, which consequently reduces the geopolitical importance of Western Sahara in the export profile. Overall, this research confirms that energy can be used as geopolitical instrument, and the internationalisation of hydrogen is inseparable from struggles over sovereignty, regional power, and the future of energy transitions.

Questa tesi presenta un approccio di modellizzazione energetica strategica per analizzare il nesso tra fattibilità tecnico-economica e imperativi geopolitici, concentrandosi sulle implicazioni delle rivalità regionali e della "colonizzazione energetica" nelle aree contese. Il lavoro si concentra sul Marocco come caso di studio, esaminandone il potenziale come esportatore di idrogeno a basse emissioni verso l'Europa. La ricerca prende come punto di partenza la strategia dell'UE per l'idrogeno e la rappresentazione geopolitica del Marocco. Successivamente, indaga come il Marocco possa sfruttare la diffusione delle infrastrutture per l'idrogeno, in particolare nel territorio conteso del Sahara Occidentale, come strumento strategico per il consolidamento territoriale e l'affermazione della sua sovranità sui territori contesi. Sono definiti scenari per il 2030 e il 2050 per valutare il futuro sviluppo infrastrutturale. Mentre il 2030 è modellato con un solo scenario incentrato sulle politiche attuali, gli scenari per il 2050 integrano tre distinte domande di idrogeno dell'UE (Conservativa, Moderata, Ambiziosa) con due possibili scelte strategiche dell'UE per i suoi fornitori (Pragmatica o Normativa) e con le future relazioni tra Marocco e Algeria (con tensioni o normalizzazione dei rapporti). I risultati principali confermano che il futuro energetico del Marocco dipende fortemente sia dalla sua strategia geopolitica interna che dalle scelte politiche esterne dell'UE. Nel 2030, la regione associata al Sahara Occidentale fornisce il 100% delle esportazioni di idrogeno. Nel 2050, negli scenari "Pragmatico e tensioni con l'Algeria", la regione di Dakhla mantiene quote di esportazione significative, a dimostrazione di come l'opzione meno costosa supporti anche le rivendicazioni di sovranità del Marocco. L'allineamento normativo dell'UE, insieme alle tensioni con l'Algeria, costringono il Marocco a fare affidamento esclusivamente sul commercio tramite pipeline dell’idrogeno attraverso la Penisola Iberica (hub di Tangeri) e spostando il baricentro della produzione a Rabat. Con una normalizzazione delle relazioni con l'Algeria, il baricentro della produzione di idrogeno si sposta verso le regioni marocchine confinanti con l'Algeria, sia nel caso pragmatico che in quello normativo. Lo stato delle relazioni Marocco-Algeria agisce come un cambiamento fondamentale che determina la topologia ottimale della rete transfrontaliera: la normalizzazione diplomatica porta alla nascita di un corridoio nordafricano integrato, consentendo nuove rotte di esportazione attraverso Marrakech e la regione orientale del Marocco attraverso l'Algeria, riducendo di conseguenza l'importanza geopolitica del Sahara Occidentale nel profilo delle esportazioni. Nel complesso, questa ricerca conferma che l'energia può essere utilizzata come strumento geopolitico e che l'internazionalizzazione dell'idrogeno è inscindibile dalle lotte sulla sovranità, sul potere regionale e sul futuro delle transizioni energetiche.