Hydrogène : une solution pertinente pour les flottes

Selon un rapport publié par l’Ademe, la mobilité hydrogène ne présente des bénéfices environnementaux qu’à certaines conditions, et serait surtout adaptée aux usages des flottes professionnelles.

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Alors que se tient actuellement à Paris le salon Hyvolution dédié aux technologies hydrogène, l’agence de l’environnement et la maîtrise de l’énergie (Ademe) vient de publier une fiche technique consacrée à ce vecteur énergétique. Nous nous sommes intéressés plus spécifiquement aux conclusions concernant la mobilité hydrogène.

Embarqué dans un réservoir sous forme comprimée, l’hydrogène peut ensuite converti en électricité et en chaleur par une pile à combustible. C’est donc une alternative à la batterie pour les VE. Cependant, « dans le but d’une efficacité globale des systèmes énergétiques, le stockage électrochimique à batterie est à privilégier lorsque cela est possible », affirme l’Ademe. Le rendement du stockage par batterie est en effet supérieur à 80 %, contre seulement 20 à 30 % actuellement pour la chaîne hydrogène de l’électricité primaire à l’électricité restituée.

L’Ademe nuance également l’intérêt environnemental de cette solution : « L’hydrogène n’est qu’un vecteur. Aussi, son impact environnemental dépendra de la source primaire dont il est issu, du procédé de fabrication, de la logistique d’approvisionnement mais aussi des impacts liés à la fabrication du véhicule lui-même et de ses équipements. »

Des bénéfices environnementaux sous conditions…

D’après une analyse de cycle de vie effectuée en 2013, l’impact de l’hydrogène « du puits à la roue » varierait ainsi de 68 à 201 g équivalents CO2 par kilomètre. L’agence pointe du doigt les modes de production actuels de l’hydrogène industriel, par vaporeformage ou oxydation partielle de ressources fossile, de gaz naturel ou de produits pétroliers.

Avec plus de 900 000 t d’hydrogène produites et consommées chaque année dans l’industrie, «  son emploi conduirait ainsi à l’émission de 10 millions de tonnes équivalent CO2, soit 7,5 % des émissions de gaz à effet de serre de l’ensemble du secteur industriel national », indique l’Ademe.

Elle recommande donc d’améliorer l’efficacité de ces procédés et encourage le recours progressif à l’électrolyse ou à la transformation de la biomasse pour produire de l’hydrogène. « Sur les impacts changement climatique et épuisements des ressources naturelles, la mobilité hydrogène n’a d’intérêt que si l’hydrogène est produit à partir de sources d’énergies renouvelables », affirme l’agence.

projet methycentre
Projet Méthycentre  : dans le cadre du programme investissements d’avenir, la filiale d’Engie Storengy expérimentera à partir de juillet 2018 et pendant cinq ans un démonstrateur de « power-to-gas » couplé à une unité de méthanisation à Céré-la-Ronde en région Centre-Val de Loire.

Face au coût environnemental et économique (10 à 20 euros du kilo) du transport de l’hydrogène, l’Ademe estime aussi préférable de produire l’hydrogène à moins de 100 km de son lieu de consommation, comme l’expérimente le projet VABHYOGAZ3 dans le Tarn-et-Garonne.

Enfin, l’Ademe insiste sur l’importance de réduire les quantités et de permettre le recyclage en fin de vie des métaux précieux utilisés pour catalyser les réactions dans les électrolyseurs et les piles à hydrogène. À titre informatif, ces dernières contiennent entre 1 et 20 g de platine.

… mais un moyen de développer l’électromobilité dans les flottes

En conséquence, « la question clé de la pertinence du recours à la chaîne hydrogène est celle du service rendu », estime l’Ademe. Et dans le domaine de la mobilité, l’hydrogène est une solution intéressante pour les flottes professionnelles, privées comme publiques, dont les usages ne sont pas adaptés à des véhicules 100 % électriques.

Autonomie augmentée, maintien de la charge utile, remplissage du réservoir en quelques minutes : « le recours à la chaîne hydrogène permet à l’électromobilité d’accroître ses performances et de concurrencer sur les mêmes bases d’usage les véhicules thermiques, affirme  l’Ademe. Il donne aussi au gestionnaire de réseaux électriques des solutions de régulation pour la recharge de ces nouveaux usages. »

D’autant qu’il est possible d’hybrider les technologies de stockage pour pouvoir tirer parti des avantages de la batterie ou de la pile à combustible selon la situation d‘usage. Dans le cadre du projet Cathyopé, l’entreprise Green IT va ainsi concevoir un groupe moto-propulseur hybride hydrogène-électrique d’une puissance de 610 ch pour un camion remorque de 44 t. Il sera testé par les Transports Chabas en remplacement d’un diesel pour le transport de produits frais entre Montpellier et Nice à raison de 1 000 km/j.

Stations hydrogène : développer des « clusters locaux »

En outre, l’Ademe estime que le déploiement à grande échelle de la mobilité hydrogène ne pourra se faire que sur la base de « clusters locaux », c’est-à-dire en agrégeant plusieurs utilisateurs avant de créer une infrastructure de distribution locale privée ou semi-publique. Un modèle que l’agence juge bien adapté au marché des flottes professionnelles opérant dans une zone délimitée. « Typiquement, le modèle économique d’une station pour flotte est accessible pour une consommation journalière supérieure à 80 kg d’hydrogène par jour, pour une commercialisation de l’hydrogène à moins de 10 euros/kg », indique l’Ademe.

Certes, le coût d’usage des véhicules peut poser problème. L’expérimentation Hyway, menée de 2014 à 2017 entre Lyon et Grenoble avec une flotte d’une trentaine Kangoo Z.E. équipés de prolongateurs d’autonomie hydrogène, a ainsi estimé à 1 300 euros par an le surcoût par rapport au diesel. Un surcoût qui pourrait toutefois être plus facilement amorti dans les flottes professionnelles soumises à des contraintes d’accès en zone urbaine.

Les économies d’énergies restent indispensables

Reste que, si le vecteur hydrogène peut bel et bien contribuer à la transition énergétique, son développement doit s’accompagner de mesures de maîtrise des besoins et d’efficacité énergétique, affirme l’Ademe. « Ainsi, par exemple, l’usage d’un véhicule équipé d’une pile à hydrogène aura d’autant moins d’impacts environnementaux que le véhicule aura été conçu pour être le plus léger possible, et qu’il comprendra à bord plusieurs passagers ou qu’il sera partagé entre plusieurs utilisateurs », conclut l’agence.

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