06/08/2021

L’hydrogène dans le transport : une énergie verte alternative aux nombreuses contraintes financières et techniques

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L’hydrogène est un gaz qui apparaît comme une énergie d’avenir pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Cet atome est l’élément le plus présent dans l’univers. On le retrouve dans l’eau, dans les hydrocarbures, mais aussi dans l’atmosphère ou encore dans le corps humain. Cette forte présence sur Terre peut ainsi permettre à ce gaz de devenir l’énergie de demain, pour remplacer les énergies fossiles.

 

Néanmoins, on sépare l’hydrogène du dioxygène pour l’utiliser comme vecteur énergétique. Ainsi, on utilise plusieurs procédés : 

 

  • Le reformage du gaz grâce à la vapeur d’eau;
  • L’électrolyse de l’eau ;
  • La gazéification du charbon de bois. 

 

Ainsi, s’il est produit à partir d’énergies renouvelables, l’hydrogène fait office d’énergie 100% verte. Associé à des piles à combustion, ce gaz peut permettre de créer de l’électricité avec pour seul déchet de l’eau. Les émissions de carbone et de gaz à effet de serre sont totalement évitées durant le fonctionnement du véhicule.

 

L’Europe a bien conscience de l’opportunité que représente ce gaz. Elle a d’ailleurs fixé des objectifs pour développer ce secteur. Ainsi, dès 2024, il faut compter 6 GW d’électrolyseurs dans toute l’Europe, et 40 GW d’ici 2030. La France doit ainsi travailler dans ce sens pour respecter ces objectifs et accélérer sa transition énergétique

 

Le Plan hydrogène en France : une stratégie pour accroître la mobilité verte

 

Depuis 2018, la France a annoncé, au travers de la ministre Barbara Pompili, un plan pour développer son industrie d’hydrogène sur ses territoires métropolitains et outre-mer. Ce plan prévoit un investissement global d’ici 2030 de 7 milliards d’euros, dont 2 milliards annoncés dès le plan de relance. Ce budget doit permettre d’atteindre 3 objectifs clairs :

 

  • développer une filière d’électrolyseurs en France ;
  • développer une mobilité lourde à l’hydrogène décarbonée ;
  • soutenir l’innovation, la recherche et le développement pour développer ses usages.

 

Ces objectifs doivent permettre de lier à la fois la transition énergétique et le développement technologique. Ainsi, d’ici 2030, la France souhaite développer sa production d’hydrogène à partir de l’électrolyse de l’eau. L’état prévoit ainsi d’installer d’ici 2030 une puissance de 6,5 GW d’électrolyseurs sur le territoire, et d’atteindre 700 000 tonnes d’énergie produite. 

 

En effet, on produit l’hydrogène principalement à partir de l’électricité nucléaire ou du gaz naturel. En 2020, la France a produit 45 000 tonnes d’hydrogène grâce à 5 MW de puissance installée. Sur cette quantité produite, on en considère seulement 5% comme décarbonée

 

Cela s’explique par le fait que l’électrolyse est une méthode de production d’hydrogène qui nécessite de grandes quantités d’électricité et constante. Au regard du mix énergétique actuel, les énergies fossiles sont pour le moment privilégiées pour alimenter les électrolyseurs. 

 

La stratégie d’investissement de la France dans les électrolyseurs peut réduire les coûts à long terme de cette production. Cela permettra de favoriser la transition énergétique du transport lourd.

 

L’hydrogène : une prise de conscience des agglomérations françaises

 

Plusieurs métropoles et communautés de communes françaises étudient actuellement l’option de l’hydrogène pour les transports en commun des villes. Dès 2019, Pau a été la première ville de France à choisir l’hydrogène comme énergie pour les bus de la ville. Depuis, plusieurs villes ont annoncé une transition de leur flotte de véhicules vers l’hydrogène.

Où trouve-t-on des stations d’hydrogène en France ?

 

La ville de Lorient a également annoncé en avril 2021 l’achat de 12 bus à hydrogène, accompagné de l’installation de 3 stations de distribution d’hydrogène. Au total, le réseau de stations d’hydrogène compte en France près de 48 stations actives. Ces stations sont principalement installées autour des régions parisienne, lyonnaise et nantaise. 11 stations sont annoncées, notamment une première en Corse, à Aleria.

 

Hydrogène

Carte des stations d’hydrogène en France

 

L’agglomération de Redon a également signé un partenariat avec l’entreprise H2x-Ecosystem pour développer la production à destination des habitants de la région. Ce projet consiste à développer une production locale d’hydrogène vert, avec l’installation d’un électrolyseur capable de produire chaque jour 150 kg d’hydrogène. Le coût de ce projet est estimé à 2 millions d’euros. 

 

La programmation pluriannuelle de l’énergie encourage d’ailleurs ces initiatives territoriales car elle a pour objectif de : 

 

  • développer la production décarbonée d’hydrogène ;
  • faciliter l’accès à cette énergie, en collaboration avec les producteurs et les distributeurs.

 

Quels coûts pour accéder à des véhicules hydrogènes ?

 

De nombreuses entreprises se lancent dans le secteur de l’hydrogène, portées par les financements du gouvernement et de l’Europe. Des sociétés comme Symbio proposent des flottes de véhicules hydrogènes à destination des entreprises. En partenariat avec Renault, cette entreprise propose aux professionnels deux modèles de véhicules hydrogènes, munis d’une pile à combustion pour créer de l’électricité. 

 

L’hydrogène pour les véhicules professionnels légers

 

Ces véhicules sont proposés à la vente, à partir de 48 300€ HT. Ce tarif correspond à l’installation du système de stockage et de transformation de l’hydrogène en électricité. Il ne comprend pas les différentes aides gouvernementales et bonus zéro émission. Ce véhicule possède une autonomie de 370 km, pour un temps de recharge de 10 minutes. 

 

Pour ce véhicule, une aide de 2000 € est accordée par l’État jusqu’au 1 janvier 2022. A partir de cette date, l’aide gouvernementale passera à 1000 euros. En l’occurrence, pour bénéficier d’une aide plus conséquente de 3000 €, il est nécessaire d’acheter un véhicule hydrogène de moins de 45 000 euros. 

 

Pour un projet global d’achat de fourniture d’hydrogène, de véhicule et d’exploitation, l’État peut proposer une aide globale de près de 16 000 euros. 

 

L’hydrogène pour la mobilité lourde : un secteur encore embryonnaire

 

Plusieurs fabricants de camions (Hyundai, IVECO, Mercedes-Benz…) ont annoncé le lancement de leur modèle de camions hydrogène. L’autonomie est annoncée à 800 km, soit deux fois plus qu’un modèle électrique, avec une recharge en 15 min. Néanmoins, pour l’heure, ces camions restent très chers. Le modèle d’IVECO est annoncé à 450 000 euros. Ce prix est 4 fois supérieur à un modèle thermique classique. L’objectif de cette entreprise est de passer le prix de vente sous la barre des 400 000 euros d’ici 2023. 

 

De nombreuses contraintes techniques qui limitent l’accès à l’hydrogène pour la mobilité lourde

 

L’hydrogène est un gaz très léger, qui nécessite un volume conséquent pour alimenter en énergie un véhicule sur un trajet de plusieurs centaines de kilomètres. Il doit donc être retravaillé pour réduire son espace de stockage. 

 

Deux méthodes sont utilisées pour stocker l’hydrogène : 

 

  • La liquéfaction à une température de -252,8 degrés ;
  • La mise sous pression, entre 350 et 700 bars selon les véhicules. 

 

Malgré ce conditionnement, l’espace de stockage nécessaire reste conséquent. Par comparaison entre l’essence et l’hydrogène, il est nécessaire d’avoir 125 litres de capacité de stockage d’hydrogène pour parcourir 600 km, contre seulement 42 L pour l’essence. 

 

Cette différence impacte aussi le poids du véhicule. En effet, cet équipement énergétique demande l’installation de bonbonnes d’une vingtaine de kilo, accompagnées de leurs structures. Ainsi, dans le cas d’un trajet de 600 km sans ravitaillement, l’équipement nécessaire pour l’hydrogène pèserait en tout 95 kg, contre seulement 40 pour l’essence. 

 

Cette différence de poids demande ainsi une modification sur d’autres aspects du véhicule, afin de répondre convenablement à cette charge supplémentaire (freins, pneumatiques, etc.)

 

Pour résumer…

 

Que ce soit en termes de production ou de consommation, l’industrie de l’hydrogène doit se développer dans de grandes proportions pour devenir véritablement accessible. Les investissements annoncés par l’Union Européenne et la France doivent s’inscrire dans le temps et être plus conséquents afin de développer cette filière. 

 

Ils devront à la fois développer les infrastructures (moyens de production, stations…)  et réduire les coûts liés à l’utilisation de cette énergie comme carburant pour les véhicules légers ou poids lourds. De plus, il faudra augmenter la production électrique des ENR pour le considérer comme une vraie solution 100% verte et écologique. 

 

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Steven Perros

Chargé de marketing chez Optima Energie, j'ai pour mission de vous simplifier la compréhension du monde de l'énergie !

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