Dans un article publié par EnergyPost, Patrick Molloy du Rocky Mountain Institute détaille les raisons pour lesquelles la meilleure façon de réduire l’utilisation d’énergies fossiles dans le transport routier est la pile à combustible fonctionnant à l’hydrogène et alimentant ainsi des moteurs électriques.
Le premier avantage de l’hydrogène tient à sa densité énergétique de l’ordre de 120 mégajoules par kilo presque trois fois supérieure à celle du diesel ou de l’essence. La densité du diesel est de 45,5 mégajoules par kilo et celle de l’essence de 45,8 mégajoules par kilo. En termes électriques, la densité énergétique de l’hydrogène correspond à 33.6 kWh par kilo et celle du diesel entre 12 et 14 kWh par kilo.
En plus, les moteurs électriques sont bien plus efficaces que les moteurs thermiques. La moitié de l’énergie générée par un moteur à combustion interne est perdue sous forme de chaleur. L’ensemble pile à combustible et moteur électrique n’en gaspille que 10% sous forme de chaleur.
Selon Nikola Motors, un constructeur américain de camions à hydrogène, la consommation de ces véhicules (en équivalent diesel) est de 15 à 20 litres au cent kilomètres contre 40 litres pour un camion avec un moteur diesel classique. Nikola Motors vient juste d’annoncer avoir levé un milliard de dollars auprès de nouveaux partenaires comme CNHI (la maison mère d’Iveco) et Bosch. Le constructeur vient également de conclure un accord avec Anheuser-Busch pour lui fournir une flotte de 700 camions.
Un autre avantage de l’hydrogène est qu’il permet d’utiliser des infrastructures similaires à celles des camions diesel. Les réservoirs se remplissent de la même façon et en quelques minutes dans des stations service. Enfin, le camion à hydrogène offre non seulement une bien meilleure autonomie que le camion électrique à batteries (700-1000 kilomètres contre 350-400 kilomètres) mais il n’a pas à emporter plusieurs tonnes de batteries.
Tout repose sur le développement des infrastructures
Cela dit, l’hydrogène n’est pas sans présenter un certain nombre de problèmes. Il faut pouvoir recharger les réservoirs. Tout est à faire ou presque. Les infrastructures n’existent quasiment pas. La disponibilité du carburant, de sa production «propre», c’est-à-dire sans CO2, à des coûts compétitifs nécessite des investissements importants. Il en va de même de son stockage, de sa distribution et de la construction des stations de recharge en nombre suffisant.
L’hydrogène propre ou vert est fabriqué à partir d’électricité renouvelable (éolien, solaire, hydroélectrique) ou qui au moins n’est pas produite en émettant des gaz à effet de serre comme avec les centrales nucléaires. Le procédé est celui de l’électrolyse qui consiste à séparer les molécules d’eau entre l’hydrogène gazeux et l’oxygène. La fabrication d’électrolyseurs puissants n’en est qu’à ses débuts. Même si des groupes importants comme Shell et Cummins investissent dans cette technologie.
Le stockage de l’hydrogène est une autre question épineuse. L’hydrogène produit sous forme gazeuse doit être comprimé ou liquéfié, ce qui consomme de l’énergie. La question du transport de l’hydrogène semble un peu plus facile à résoudre. Soit en produisant l’hydrogène localement, dans les stations par exemple, soit en transportant l’hydrogène via les gazoducs existant, à condition de les adapter.
Après, se pose la question fondamentale de la rentabilité de ses infrastructures. Elle existe, sur le long terme, pour des trajets réguliers de camions, de bus ou de trains avec un point de départ et un point d’arrivée toujours identiques. C’est le cas, par exemple, du projet en cours de réalisation en Suisse avec des camions à hydrogène Hyundai servant pour le transport régional de flottes d’entreprises. Cela devrait représenter 1.600 camions d’ici 2025. Mais la question des infrastructures devient bien plus compliquée et plus difficile à financer pour le transport routier au long cours. Nikola Motors a bien conscience du problème et a établi un plan de couverture minimum des grands axes routiers des Etats-Unis avec 700 stations. Il faut juste trouver les investisseurs…
Mais en dépit des obstacles techniques et économiques, qui restent nombreux, la montée en puissance du transport lourd à l’hydrogène semble irrésistible pour deux raisons principales. D’une part, du fait de la pression réglementaire grandissante des Etats pour limiter les moyens de transports fonctionnant avec des carburants fossiles et ensuite parce qu’il n’existe tout simplement pas d’alternative réelle en l’état actuel de la technologie. Les véhicules électriques à batteries ne sont pas adaptés à un usage intensif, du fait des périodes indispensables de recharge, et à des transports lourds et sur longue distance compte tenu du poids des batteries à emporter.
Illustration de cette montée en puissance, Hyundai projette de fabriquer 700.000 camions à hydrogène par an d’ici 2030 et le Japon en veut 800.000 par an, toujours d’ici 2030. La Chine a annoncé pour sa part investir 7,6 milliards de dollars dans les camions à hydrogène.
Le coût du transport de marchandises avec des véhicules fonctionnant à l’hydrogène devrait ainsi devenir de plus en plus compétitif avec la production en masse de piles à combustibles, de véhicules et d’hydrogène. Ce mouvement sera encore plus rapide si les taxes carbones sont généralisées et réduisent dans le même temps l’avantage économique de la motorisation diesel.
