Les véhicules hydrogènes, une filière en forte accélération en Europe pour décarboner la mobilité
Portée par un plan climat mis en place par l’Union Européenne pour atteindre l’objectif de neutralité carbone d’ici 2050, la filière hydrogène connaît une forte accélération et est en pleine industrialisation de ses solutions. Pour y parvenir les états établissent des plans « hydrogène » axés sur 3 piliers : décarbonation de l’industrie, soutien à la recherche et à la formation et décarbonation du transport lourd.
Le secteur du transport lourd représente un levier essentiel pour lutter contre le changement climatique. En effet, les objectifs européens de réduction des émissions de CO2 pour les poids lourds fixés à -15% en 2025 et -30% en 2030 par rapport à 2019 imposent aux constructeurs d’accélérer leur transition
Soumis à des contraintes opérationnelles fortes, et des besoins élevés en autonomie avec des temps de recharge courts, la technologie à hydrogène pour les véhicules de transport répond à ces contraintes tout en proposant une solution zéro émission à l’échappement, car ils rejettent de la vapeur d’eau.
Bien que très prometteuse cette technologie n’est pas encore totalement aboutie et souffre encore de quelques arguments en sa défaveur : des investissements conséquents – plus cher qu’un véhicule 100% électrique à batteries -, des infrastructures de recharge encore trop peu nombreuses et une importante empreinte carbone car l’hydrogène est produit à partir d’énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon) – voir encart ci-dessous.
Le saviez-vous?
D’un hydrogène gris vers un hydrogène décarboné
L’hydrogène ou H2 est la molécule la plus présente dans l’Univers. Il n’est pas ou peu présent à l’état pur, il faut donc le produire à l’échelle industrielle. Très concentré, il peut se transporter, se stocker et fournir de l’énergie sans émettre de gaz à effet de serre. Il est trois fois plus énergétique en kilogramme que l’essence. Les Etats-Unis et la Chine en sont les principaux fournisseurs mondiaux avec une production annuelle d’environ 10 millions de tonnes chacun.
Plus de 95% de l’hydrogène consommé dans le monde s’accompagne d’une importante empreinte carbone car il est produit à partir d’énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon). A titre d’exemple, 1 tonne d’hydrogène gris équivaut à 10 tonnes de CO2 émises dans l’atmosphère.
Mais l’hydrogène peut également être produit de façon décarbonée grâce à la technologie de l’électrolyse, à condition que l’électricité ayant servie à le produire soit elle-même décarbonée (eau + énergies renouvelables). Cette production ‘verte’ concerne 5% de la production mondiale et son coût est 4 fois plus élevé que l’hydrogène gris.
Le défi de l’hydrogène vert est de renverser cette tendance !
L’hydrogène, une solution expérimentée pour les véhicules lourds avec un grand besoin en autonomie comme les bus et les camions
L’hydrogène est un vecteur d’énergie qui peut être utilisé pour le stockage d’énergie stationnaire ou à bord de véhicules (fusée, bus, voiture, aéronautique).
Le secteur du transport urbain de passagers est même moteur dans cette démarche de décarbonation à l’hydrogène. Les grands constructeurs mondiaux intègrent à leurs gammes de véhicules ces solutions attrayantes en termes d’autonomie : très dense en énergie, l’hydrogène permet d’assurer une autonomie de 400 km en moyenne pour un temps de recharge des réservoirs de 7 minutes.
Le projet JIVE (Joint Initiative for hydrogen Vehicle accross Europe) lancé en 2017 a permis le déploiement de 300 bus à hydrogène en Europe jusqu’en 2023. En Italie, l’agglomération de Bologne et les opérateurs de transport public TPER et Srm lancent un projet de bus à hydrogène : d’un montant de 90 millions d’euros, cette initiative permettra le déploiement de 127 bus à pile à combustible d’ici à fin juin 2026, dont au moins 34 seront mis en service d’ici à fin 2024.
D’autres initiatives nationales permettent d’expérimenter cette alternative au bus 100% batteries pour un transport public zéro émission.
Expérimentée sur les bus, l’hybridation hydrogène devrait se développer plus fortement sur les segments des camions et des bateaux, dont le poids peut atteindre plusieurs dizaines voire centaines de tonnes. Ce poids et le volume disponibles ne permettraient pas toujours d’intégrer une solution 100% batteries avec une autonomie acceptable.
D’ailleurs, le segment des camions a commencé à prendre le virage de l’hydrogène. Si le gazole demeure encore la première énergie du transport routier de marchandises, le secteur est en train d’évoluer rapidement, avec la montée en puissance de l’hydrogène et de la structuration de la filière. Plusieurs acteurs majeurs dont Hyzon, VDL, Gaussin, Daimler, Hyundai, Toyota ou Man ont annoncé la mise sur le marché de véhicules hydrogènes et l’Union Européenne vise la mise en circulation de 60 000 camions équipés d’une pile à combustible d’ici 2030.
La batterie, élément essentiel des véhicules hydrogènes
Les véhicules hybrides à hydrogène sont équipés de batteries ; c’est un prérequis dont il est impossible de se passer. Pourquoi ?
Dans les bus ou les camions à hydrogène, la pile à combustible, alimentée par des réservoirs d’hydrogène stockés sur le toit du véhicule, produit de l’électricité qui alimente le moteur électrique. L’hydrogène est donc la source principale d’alimentation du véhicule. Les batteries, chargées par l’électricité de la pile à combustible, permettent de générer de la puissance complémentaire lors des variations soudaines de charges (accélération ou montée en pente raide). Le véhicule avance soit au moyen de la batterie, soit au moyen de la pile à combustible, soit au moyen des deux pour obtenir plus de puissance. Les batteries permettent également de stocker l’énergie de freinage régénérée.
Chez Forsee Power, notre offre de batteries haute puissance PULSE permet d’équiper plusieurs constructeurs européens pour leurs véhicules à hydrogène. Les bus à double étage Street Deck H2 de Wrightbus embarquent les modules PULSE 2.5 dans leurs planchers et roulent dans de nombreuses villes du Royaume-Uni comme Londres, Liverpool ou Aberdeen.
Nous avons annoncé que nous équiperons les camions à hydrogène « super vert » du constructeur Hyliko.