L’hydrogène a le vent en poupe ! Poussé par l’Etat avec des plans d’investissement massifs et des aides à l’achat, l’hydrogène se veut être LA solution pour décarboner nos déplacements. Mais qu’en est-il vraiment ?
Quelles sont les différentes sources d’hydrogène ? Quelles sont les opportunités à venir pour le développement de cette technologie ? L’hydrogène est-il intéressant pour tous les usages ? Nous avons posé la question à Guillaume LUCAS, Directeur adjoint Bâtiment, Energies & Climat pour Inddigo.
Quelles sont les différentes sources pour la production d’hydrogène ?
Aujourd’hui l’hydrogène est principalement « gris » c’est-à-dire issu de la conversion thermique (vaporeformage) du gaz naturel, du pétrole ou encore du charbon. Ici la technologie de production est mature puisqu’elle existe maintenant depuis une quarantaine d’années et est majoritairement utilisée dans l’industrie.
A contrario, l’hydrogène « vert » est neutre en carbone car produit à partir de sources d’électricité renouvelable à l’image du solaire ou encore de l’éolien. L’hydrogène vert concentre aujourd’hui les efforts de Recherche & Développement du fait de l’engouement notamment pour ses applications à la mobilité.
Quelles sont les opportunités en faveur de l’hydrogène ? Quel est l’état des lieux actuel ?
Le sujet de l’hydrogène est actuellement extrêmement porteur. En 2018, un premier plan hydrogène d’un montant de 100M€ a été mis en place pour soutenir la filière. Avec le plan de relance de 2020, ce plan hydrogène est passé à 7,2 milliards d’euros.
Sur le plan économique, la filière se structure poussée par un marché en forte croissance et la mise en œuvre de nombreux projets. Suite aux Appels à Projet de l’ADEME, « Ecosystèmes de mobilité hydrogène » en 2018-2019 et « Ecosystèmes territoriaux hydrogène » en 2020-2021, 26 projets majeurs sur le sujet de l’hydrogène et de l’électromobilité sont soutenus par l’État sur l’ensemble du territoire français.
Aujourd’hui la fiscalité est elle aussi en faveur de l’hydrogène avec l’incitation des utilisateurs à l’achat de véhicules propres et à contrario la hausse des taxes sur les moteurs thermiques.
Enfin, le contexte réglementaire est lui aussi favorable avec l’instauration des Zones à Faible Émission (ZFE) issues de la Loi d’Orientation des Mobilités (LOM). Celles-ci instaurent des plafonds d’émissions pour les véhicules (poids lourds notamment) qui circuleront au sein des grandes agglomérations françaises afin d’agir sur la qualité de l’air.
Avec l’instauration des Zones à Faible Émission (ZFE), le transport de marchandises ainsi que le transport de personnes seront les plus touchés.
Intégrer l’hydrogène dans le transport de personnes, mais comment fonctionne un bus à hydrogène ?
Les véhicules à hydrogène fonctionnent grâce à une pile à combustible qui transforme l’hydrogène en eau en y injectant de l’oxygène. Les piles à combustible fonctionnent selon deux modèles :
- L’alimentation à hydrogène exclusif : la pile à combustible est plus puissante que la batterie et permet d’alimenter le moteur. La batterie quant à elle vient alimenter le moteur quand un surplus d’énergie est nécessaire. Dans ce modèle aucune recharge externe n’est nécessaire.
- L’alimentation via un système électrique/hydrogène : ici la batterie est plus puissante que la pile à combustible, c’est elle qui alimente le moteur électrique. La pile à combustible quant à elle vient recharger la batterie comme sur un modèle hybride standard. Ici, la batterie nécessite une recharge externe.
Véhicule à hydrogène vs véhicule électrique :
Aujourd’hui les bus électriques bénéficient d’une technologie mature et sont moins coûteux que des bus à hydrogène. Alors pourquoi investir dans une nouvelle technologie comme l’hydrogène ?
Vis-à-vis des bus électriques, l’hydrogène à deux principaux avantages :
Sur des réseaux très sollicités avec une cadence importante, l’hydrogène est particulièrement intéressant puisqu’il permet de réduire le temps de charge entre 5 et 15mn. Le véhicule électrique nécessite de son côté un temps de charge d’une dizaine d’heures ou de 30mn avec un « super chargeur ».
En termes d’autonomie, le véhicule à hydrogène est ici aussi plus intéressant puisqu’il permet de faire des trajets d’environ 400 km contre 200 km pour un bus électrique. Cette différence est d’autant plus importante quand on voit que le seuil de 200 km est atteint par un grand nombre de lignes notamment en petite couronne. Le bus à hydrogène, mais aussi les cars, ont donc un véritable intérêt sur de longues distances.
Ces deux technologies ont toutefois un avantage commun, elles permettent de limiter le bruit ainsi que les vibrations, véritable confort pour les usagers.
Cependant, l’hydrogène ne bénéficie pas encore d’une couverture suffisante en termes de bornes de recharge sur le territoire.
Et qu’en est-il des motorisations BioGNV ?
A l’image de l’électrique, la technologie BioGNV est mature avec des niveaux de prix et des coûts d’exploitation proches des motorisations standards. La technologie est principalement destinée à des flottes de véhicules comme des bus ou des camions plutôt qu’à des particuliers.
Comme l’hydrogène, la neutralité carbone du GNV dépend de sa filière de production. Le BioGNV est issu de la méthanisation des déchets organiques alors que le GNV provient de son côté de sources fossiles.
La différence avec l’hydrogène se trouve principalement sur l’usage au niveau du silence, des vibrations, du confort de conduite et sur l’absence démissions directes. Sur l’ensemble de ces facettes, l’hydrogène vert se démarque très largement.
Une compétitivité de l’hydrogène vert attendue à l’horizon 2030
Aujourd’hui l’hydrogène « vert » est particulièrement efficient pour des véhicules lourds (transport de marchandises ou transport collectif de personnes). Cependant, la technologie n’est pas encore suffisamment mature pour l’usage particulier ou pour des véhicules légers, le moteur électrique reste ici plus efficient. En effet, un kilo d’hydrogène permet de transporter une puissance importante mais nécessite un contenant très lourd. Il n’y a donc pas d’intérêt à l’utiliser dans une voiture de petite taille car le rapport de masse serait trop important.
L’hydrogène « vert » est encore une technologie en cours de développement. Aujourd’hui, le prix de l’hydrogène « vert » est estimé entre 8 et 15€ le kilo. Le passage à l’hydrogène « vert » reste ainsi non envisageable dans certaines filières car le coût d’exploitation est trop important.
Cependant le coût de l’hydrogène vert devrait sensiblement diminuer d’ici 2030, avec une baisse estimée à – 50% grâce notamment aux subventions de l’Etat et à un investissement massif en R&D.
La thématique de l’hydrogène a aujourd’hui le vent en poupe. Si s’engager aujourd’hui fait encore figure de pionnier, la filière se structure très rapidement et nécessite une veille constante. Techniquement, l’hydrogène présente une solution complémentaire extrêmement pertinente à la mobilité électrique.
Depuis 2007, Inddigo coordonne les actions du Syndicat Mixte des Transports du Bassin d’Alès (SMTBA), association entre Alès Agglomération et la Région Occitanie. Aujourd’hui son président : Christophe RIVENQ souhaite engager la transition de son parc de véhicules vers des motorisations à faible émissions. Pour cela elle a expérimenté la mise en place d’un bus à hydrogène dans son réseau.
« La volonté de M. Christophe RIVENQ, Président d’Alès Agglomération est d’inscrire la collectivité dans la production et la consommation d’hydrogène vert. Volonté qui s’est traduite par le dépôt auprès de l’ADEME d’un projet prévoyant la production d’hydrogène vert à destination de 14 véhicules (bus, autocars et benne à ordure ménagère) du Syndicat Mixte des Transports du Bassin Alésien (SMTBA). Nous avons souhaité améliorer la connaissance sur ce type d’énergie et son utilisation afin d’être à la pointe des améliorations à venir dans les prochaines années sur cette énergie qui comptera sans nul doute dans le mix énergétique à mettre en œuvre pour respecter les obligations environnementales. L’opportunité d’aider au lancement de cette filière sur le territoire alésien fait écho à l’histoire industrielle du bassin d’Alès qui fait partie des plus grands pôles industriels de la région Occitanie. L’objectif est donc de pouvoir développer cette nouvelle industrie sur notre territoire qui ne manque pas de soleil et d’eau. »
Pierre VIGUIE – SMTBA
Inddigo accompagne les acteurs publics et privés dans leur stratégie de mobilité pour adopter des usages plus vertueux pour la planète et le bien être des usagers. Pour en savoir plus sur nos expertises.
