Les enjeux de l'hydrogène

Les enjeux de l’hydrogène

Transition énergétique 29 Oct 2021 , par
La rédaction

Après avoir découvert les différents types d’hydrogène, à travers les couleurs de l’arc en ciel, puis avoir analysé les forces et faiblesses des grands pays engagés dans son développement, ainsi que ses principaux débouchés, place à quelques questions que beaucoup d’observateurs se posent.

 

L’hydrogène va-t-il tuer la batterie ?

 

Présenté comme le mode énergétique du futur, l’hydrogène peut effectivement répondre à certains besoins sur de longues distances. Pour autant, il n’a pas pour vocation de remplacer la batterie. Les deux technologies devraient donc cohabiter et se compléter dans les prochaines années.

 

Selon les projections réalisées par le BIPE pour la PFA (Plateforme de l’Automobile, qui regroupe l’ensemble de la filière auto en France), la part de marché de l'hydrogène serait de 2 % en 2035 (contre 25 % pour les véhicules électriques à batterie). Cette part faible peut s'expliquer par un certain nombre de facteurs. La technologie reste chère et doit progresser sur un certain nombre de points (réduction du platine, durabilité portée au-delà de 10 000 heures de fonctionnement, encombrement des réservoirs). En outre, elle n'est pas compétitive face à la batterie sur les segments A, B et C dans l'automobile.

 

Il faut par ailleurs que l'hydrogène soit vert, autrement dit obtenu à partir de ressources renouvelables pour être vertueux. A ce propos, l'objectif est d'atteindre un prix à la pompe en 2030 de 6 euros le kg (hors taxe) contre le double aujourd'hui. D’ici 10 ans, un équipementier comme Plastic Omnium croit qu’il y aura des véhicules fonctionnant à la fois à l’hydrogène pour couvrir de longues distances, et avec des petites batteries pour des petits trajets. L'hybridation permettrait d'optimiser le rendement de la pile à combustible.

 

Dans le cadre d'un projet de recherche, financé par l'agence de l'innovation du Land allemand de la Hesse, la société d'ingénierie Edag AG va développer un système de stockage hybride pour l’automobile. Le partenaire de ce projet est Hexagon Purus, un spécialiste des réservoirs haute pression composites. L'objectif est de proposer « le meilleur des deux mondes » : d'une part une propulsion électrique pour le quotidien reposant sur des batteries de dernière génération et, de l'autre, des réservoirs d'hydrogène qui viennent alimenter une pile à combustible pour produire du courant et parcourir de longues distances, avec en prime un temps de remplissage réduit à quelques minutes.

 

Comment développer un réseau de recharge adapté ?

 

Fin 2020, on dénombrait 533 stations Hydrogène dans le monde, dont 200 en Europe avec la moitié en Allemagne. La France quant à elle, occupe la seconde place en Europe, avec 34 stations en 2021 et 38 en projet. L’implantation des stations dépend de plusieurs facteurs, parmi lesquels la présence de centres de production en circuit court.

 

Dans l’hexagone, ces stations sont souvent mutualisées par les collectivités pour plusieurs types de véhicules. A Toulouse, la station de l’aéroport de Blagnac alimentera d’abord des bus, puis d’autres véhicules. Même schéma à Auxerre, où une station prévue à l’origine pour des bus, pourra aussi alimenter des véhicules routiers et même les futurs trains.

 

Les industriels déploient aussi des solutions de recharge. L'usine Michelin de Vannes (Morbihan) entend contribuer à sa façon à la mobilité H2. Comme le manufacturier a besoin d’hydrogène pour la fabrication de ses pneus, il a décidé d’en produire plus que nécessaire et de mettre à disposition ce surplus dans une station de distribution qui sera ouverte dans quelques semaines au grand public. La société Hygo assurera la production, la distribution et la commercialisation de cet hydrogène vert en circuit court, grâce à la mise en place d’une unité de production par l’électrolyse d’électricité d’origine renouvelable. L’objectif pour Morbihan Énergies et Engie Solutions (les fondateurs de Hygo) est de développer ces infrastructures de production et de distribution d’hydrogène renouvelable.

 

A la manière de ce qui existe pour les recharges électriques, une application fonctionne pour les stations à hydrogène. La start-up FillnDrive a développé une application H2-360, qui donne accès à toutes les stations, en France mais aussi en Europe. Non seulement elle guide vers les stations et permet de payer le plein, mais elle innove aussi par un affichage en temps réel du plein. Cette même application a déployé un système qui permet de faciliter l’accès aux stations et le paiement. Baptisé NEROP (New Energy Recharge Open Protocol), il identifie l'utilisateur via une application mobile ou un boîtier disposé dans le véhicule. Le protocole a d’abord débuté sur la station de Rouen en 2017. Par la suite, la solution a permis de répondre à d’autres clients qui avaient ce souci d’accès aux stations. C’était le cas d’Air Liquide qui avait du mal à gérer les droits d’utilisation des chauffeurs de Hype dans ses stations en région parisienne. Depuis, la compagnie de taxis gère l’identification des conducteurs avec l’application mobile ou des badges RFID.

 

Peut-on vraiment rendre l’hydrogène plus abordable ?

 

Encore trop chère pour concerner le grand public, la technologie devrait cependant connaître des progrès rapides. Ceux-ci concerneront à la fois les piles à combustible et les électrolyseurs.

 

Si le lithium est le point faible de la batterie, celui de la pile est le platine. Ce matériau est bien connu, puisqu’on en trouve dans les pots catalytiques des véhicules diesel. Selon les spécialistes, la baisse de la demande due au transfert du moteur thermique vers l’hydrogène pourrait permettre de répondre aux besoins sans créer de tension sur les marchés. Toutefois, l’objectif est bien de réduire la part du platine. On en compte moins de 30 grammes sur une Toyota Mirai et l’objectif de la marque est d’arriver à 10 grammes.

 

Selon l’Hydrogen Council, pas moins de 228 projets sont en cours dans 30 pays, principalement en Europe, en Asie et en Australie. Ces projets prévoient le déploiement à grande échelle de l'hydrogène dans l'industrie, la mobilité, ainsi que la construction d'une infrastructure et la mise en place de giga usines. Sur les 300 milliards de dollars investis, 80 concernent des projets considérés comme matures. Toujours selon ce rapport, l'hydrogène devrait être la solution la plus compétitive dans une vingtaine de types d'applications d'ici 2030 dont la mobilité lourde, le transport maritime et la production d'acier. Alors que les véhicules à piles à combustible affichent un coût aujourd’hui 70 % plus élevé que leurs équivalents à batteries, une production annuelle de seulement 200 000 véhicules permettrait de diminuer le coût total de possession de 18 %. 

 

L’enjeu est donc de passer du démonstrateur à un déploiement à grande échelle. A condition, toutefois, que les Etats continuent de soutenir cette forme d'énergie sur le long terme. L’Hydrogen Council considère que 70 milliards de dollars seraient nécessaires d'ici à 2030. Selon le cabinet McKinsey, qui réalise des études pour ce Conseil, l'hydrogène pourrait représenter 18 % de la demande totale d'énergie et un marché de 2 500 milliards de dollars en 2050. Un quart des bus et des voitures particulières, et 30 % des camions seraient propulsés via une pile à combustible alimentée par ce gaz.

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