Beaucoup d’acteurs des mobilités en quête de la solution de remplacement du diesel pour le transport public voient dans l’exploitation de la piste hydrogène la solution d’avenir. L’institut IDTechEx de Cambridge est plus réservé.
Tous les grands acteurs de l'industrie automobile souhaitent le déploiement de véhicules à émission zéro. Le nouveau rapport d'IDTechEx, "Véhicules électriques à pile à combustible 2022-2042", analyse le rôle des piles à combustible dans les véhicules routiers. Les systèmes de piles à combustible présentent un potentiel technologique pour les applications de transport routier qui doivent être exemptes d'émissions, mais où la demande de conduite quotidienne ne peut être satisfaite par un groupe propulsion à batterie seule.
Il est reconnu qu'une décarbonation presque totale du transport routier est nécessaire pour que les pays atteignent leurs objectifs climatiques de 2050 fixés dans le cadre de l'Accord de Paris. Les grandes villes cherchent de plus en plus à interdire ou à taxer l'entrée des véhicules à moteur à combustion dans les centres-villes, ce qui a un impact sur le choix de la technologie pour les transports publics.
Les piles à combustibles plus autonomes
Les systèmes de piles à combustible (qui intègrent une pile à hydrogène dans l'architecture du véhicule électrique) produisent de l'énergie électrique pour alimenter le véhicule au moyen d'une réaction chimique entre le carburant hydrogène (stocké à haute pression dans des réservoirs à l'intérieur du véhicule) et l'air purifié. Les systèmes de piles à combustible peuvent offrir une densité d'énergie supérieure à celle des groupes propulsion à batterie et donc une plus grande autonomie à poids égal.
Flexibilité opérationnelle
Cet avantage, associé à la possibilité de faire le plein d'hydrogène beaucoup plus rapidement que le temps nécessaire pour charger une grosse batterie li-ion, signifie que les véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) offrent une flexibilité opérationnelle plus proche de celle des véhicules à moteur à combustion actuels.
Mais la technique est encore en phase expérimentale. A titre d’exemple, Hyundai a annoncé en août qu'elle rappelait 15 000 Nexo pour résoudre un problème de cliquetis. L'entreprise a également annoncé que les piles doivent être remplacées avant 250 000 km. Les défauts de qualité de Hyundai constituent un revers pour les partisans des voitures FCEV, étant donné que la NEXO a représenté environ la moitié des ventes mondiales de voitures FCEV.
L'avantage de l'autonomie et du ravitaillement en carburant des véhicules à pile à combustible signifie que les applications à usage intensif, comme l'exploitation d'autobus à kilométrage élevé offrent probablement de plus grandes possibilités pour la technologie des piles à combustible à court terme. De fait, les véhicules à pile à combustible ont également pénétré le marché des bus, avec plus de 150 bus à pile à combustible en service en Europe, 65 aux États-Unis et plus de 3 000 en Chine. Le nombre croissant de commandes d'autobus à pile à combustible laisse penser que la demande augmente, au moins jusqu'à un niveau d'essai pilote.
Obstacles importants à surmonter
Le coût élevé de la production d'hydrogène vert et sa relative rareté signifient qu'il n'est actuellement pas économiquement viable en tant que carburant pour le transport. 95 % de l'hydrogène produit aujourd'hui est généré à partir de combustibles fossiles, qui, bien que bon marché, n'améliorent pas beaucoup l'empreinte carbone des véhicules routiers. La nécessité de construire des stations de ravitaillement en hydrogène est également un obstacle qui limitera le déploiement des véhicules à pile à combustible aux pays prêts à s'engager dans un financement substantiel des infrastructures. L'utilisation de l'hydrogène vert comme carburant pour le transport présente également une inefficacité inhérente. En raison des pertes d'efficacité liées à la transformation de l'électricité renouvelable en hydrogène pressurisé, puis en électricité pour alimenter le véhicule, l'électricité renouvelable aura probablement plus d'impact sur la réduction des émissions lorsqu'elle sera déployée dans des véhicules électriques à batterie.
Rapport du IDTechEx : Véhicules électriques à pile à combustible 2022-2042