Les véhicules à hydrogène sont-ils une voie réaliste vers une énergie propre ? Il faudra des années pour le savoir.
L'élément le plus abondant dans l'univers est de plus en plus considéré comme une réponse au ralentissement des effets catastrophiques du changement climatique, imputés aux voitures et camions à essence et diesel.
Chaque matin, dans une installation de transport en commun à Canton, dans l'Ohio, plus d'une douzaine de bus s'arrêtent à une station-service avant de se déployer sur leurs itinéraires dans la ville au sud de Cleveland.
Les bus - fabriqués par El Dorado National et appartenant à la Stark Area Regional Transit Authority - ressemblent à tous les autres. Mais ils reflètent la pointe d'une technologie qui pourrait jouer un rôle clé dans la production de transports interurbains plus propres.
Au lieu du carburant diesel polluant, un quart des bus de l'agence fonctionnent à l'hydrogène. Ils n'émettent que de la vapeur d'eau inoffensive.
L'hydrogène - l'élément le plus abondant dans l'univers - est de plus en plus considéré, avec les véhicules électriques, comme un moyen clé pour ralentir l'impact destructeur sur l'environnement des 1,2 milliard de véhicules de la planète, dont la plupart brûlent de l'essence et du diesel.
Les constructeurs de gros camions et de véhicules utilitaires commencent à adopter les technologies des piles à combustible à hydrogène comme voie à suivre. Il en va de même des constructeurs de véhicules de tourisme, d'avions et de trains.
Les transports sont le principal contributeur américain au changement climatique. C'est pourquoi l'hydrogène est considéré comme un moyen potentiellement important - pas aujourd'hui mais à long terme - d'aider à réduire les émissions de carbone.
Pour l'instant, cependant, l'hydrogène produit est principalement destiné aux raffineries et à la fabrication d'engrais et est fabriqué à partir de gaz naturel ou de charbon. Ce processus pollue l'air, réchauffant la planète au lieu de la sauver. Une nouvelle étude menée par des chercheurs des universités Cornell et Stanford a révélé que la plupart de la production d'hydrogène émet du dioxyde de carbone, ce qui signifie que le transport à l'hydrogène ne peut pas encore être considéré comme une énergie propre.
Pourtant, les partisans du transport à l'hydrogène affirment que la production d'hydrogène est destinée à devenir plus sûre pour l'environnement. Ils envisagent une utilisation croissante de l'électricité à partir de l'énergie éolienne et solaire, qui peut séparer l'hydrogène et l'oxygène dans l'eau. Étant donné que ces formes d'énergie renouvelables sont de plus en plus utilisées, la production d'hydrogène devrait devenir un processus plus propre et moins coûteux.
D'ici trois ans, General Motors, Navistar et la société de camionnage J.B. Hunt prévoient de construire des stations-service et de faire circuler des camions à hydrogène sur plusieurs autoroutes américaines. Toyota, Kenworth et le port de Los Angeles ont commencé à tester des camions à hydrogène pour transporter des marchandises des navires aux entrepôts.
Volvo Trucks, Daimler Trucks AG et d'autres constructeurs ont également annoncé des partenariats, visant à proposer des camions zéro émission qui permettent d'économiser de l'argent et répondent à des réglementations plus strictes en matière de pollution.
En Allemagne, un train à hydrogène a commencé à fonctionner en 2018, et d'autres sont à venir. Airbus, basé en France, le plus grand constructeur mondial d'avions pour avions de ligne, envisage également l'hydrogène.
Le carburant à l'hydrogène est inclus dans les plans du président Joe Biden visant à réduire de moitié les émissions d'ici 2030. Le projet de loi sur les infrastructures que le Sénat a approuvé comprend 9 milliards de dollars pour la recherche visant à réduire le coût de production d'hydrogène propre et pour les centres régionaux de fabrication d'hydrogène.
Environ 7 500 voitures à pile à combustible à hydrogène sont en circulation aux États-Unis, principalement en Californie. Toyota, Honda et Hyundai produisent les voitures, dont le prix est supérieur à celui des véhicules à essence. La Californie compte 45 stations-service publiques, d'autres étant prévues ou en construction.
C'est à peu près ce que j'ai vu de plus près de ce véritable tournant, a déclaré Shawn Litster, professeur de génie mécanique à l'Université Carnegie Mellon qui a étudié les piles à combustible à hydrogène pendant près de deux décennies.
L'hydrogène fait fonctionner certains véhicules depuis des années. Aux États-Unis, environ 35 000 chariots élévateurs à fourche, soit environ 4 % du total du pays, fonctionnent à l'hydrogène. je
Craig Scott, responsable de la technologie de pointe de Toyota en Amérique du Nord, affirme que l'entreprise est peut-être à deux ans d'avoir un camion à hydrogène prêt à la vente. La construction de plus de stations-service sera cruciale pour une adoption généralisée.
Kirt Conrad, directeur général de l'autorité de transport de Canton depuis 2009, affirme que d'autres systèmes de transport en commun ont montré un tel intérêt pour la technologie que la SARTA emmène ses bus à travers le pays pour des démonstrations. Le système de Canton, qui a acheté ses trois premiers bus à hydrogène en 2016, en a ajouté 11 autres et construit une station-service.
Nous avons démontré que nos bus sont fiables et rentables et, par conséquent, nous éliminons les obstacles qui ont ralenti l'adoption plus large de la technologie, a déclaré Conrad.
Deux systèmes de transport en commun californiens, à Oakland et dans le comté de Riverside, ont des bus à hydrogène dans leurs flottes.
Le port de Los Angeles a commencé un test d'hydrogène en avril, lorsque le premier des cinq semi-camions équipés de groupes motopropulseurs à hydrogène Toyota a commencé à transporter du fret vers des entrepôts en Ontario, en Californie, à environ 60 miles de là. Le projet public-privé de 82,5 millions de dollars comptera finalement 10 semi-remorques.
L'industrie du camionnage longue distance semble être le meilleur pari pour l'adoption rapide de l'hydrogène. Les piles à combustible, qui convertissent l'hydrogène gazeux en électricité, offrent une autonomie plus longue que les camions électriques à batterie, se portent mieux par temps froid et peuvent être rechargées beaucoup plus rapidement que les batteries électriques ne peuvent être rechargées. Les partisans disent que le temps de ravitaillement court pour les véhicules à hydrogène leur donne un avantage sur les véhicules électriques pour une utilisation dans les camions de livraison ou les taxis, qui sont constamment utilisés.
Cet avantage était important pour Green Tomato Cars, basé à Londres, qui utilise 60 voitures Toyota Mirai à pile à combustible à hydrogène dans sa flotte de 500 voitures à zéro émission pour transporter les entreprises clientes. Le co-fondateur Jonny Goldstone a déclaré que ses chauffeurs pouvaient parcourir plus de 300 milles avec un réservoir et faire le plein en trois minutes.
Parce que les revenus des conducteurs dépendent des tarifs, a déclaré Goldstone,
s'ils doivent passer 40, 50 minutes, une heure, deux heures à brancher une voiture au milieu de la journée de travail, cela, pour eux, n'est tout simplement pas acceptable, a déclaré Goldstone.
Green Tomato est l'un des plus grands opérateurs de véhicules à hydrogène sur ce qui est encore un petit marché en Europe, avec environ 2 000 voitures à pile à combustible, camions à ordures et camionnettes de livraison.
Contrairement aux bus et aux camions lourds, les experts affirment que l'avenir des véhicules de tourisme aux États-Unis repose principalement sur l'alimentation par batterie électrique, et non sur l'hydrogène. Les véhicules entièrement électriques peuvent voyager plus loin que la plupart des gens n'en ont besoin avec une batterie relativement petite.
Le monde produit aujourd'hui environ 75 millions de tonnes d'hydrogène par an, mais la majeure partie provient de processus générateurs d'émissions de carbone impliquant la reformation à la vapeur du gaz naturel. La Chine utilise du charbon plus polluant.
L'hydrogène dit bleu, fabriqué à partir de gaz naturel, nécessite une étape supplémentaire. Le dioxyde de carbone émis au cours du processus est envoyé sous la surface de la Terre pour être stocké. L'étude de Cornell et Stanford a révélé que la fabrication d'hydrogène bleu émettait 20 % de carbone de plus que la combustion de gaz naturel ou de charbon pour produire de la chaleur.
C'est pourquoi les chercheurs de l'industrie se concentrent sur l'électrolyse, qui utilise l'électricité pour séparer l'hydrogène et l'oxygène dans l'eau. L'hydrogène se mélange à l'oxygène dans la pile à combustible d'un véhicule pour produire de l'électricité.
La quantité d'électricité produite dans le monde par l'éolien et le solaire augmente, rendant l'électrolyse plus propre et moins chère, a déclaré Joe Cargnelli, directeur des technologies de l'hydrogène pour Cummins, qui fabrique des électrolyseurs et des systèmes d'alimentation à pile à combustible.
Pour l'instant, fabriquer un camion à hydrogène et produire le carburant coûte plus cher que de mettre un camion diesel sur la route. L'hydrogène coûte environ 13 $ le kilogramme en Californie, et un kilogramme peut fournir un peu plus d'énergie qu'un gallon de carburant diesel, qui coûte environ 3,25 $ le gallon.
Au fur et à mesure qu'ils étendent la technologie de production, l'hydrogène devrait baisser, a déclaré Litster.
Alors qu'un semi-remorque diesel peut coûter environ 150 000 $ selon son équipement, on ne sait pas combien coûteraient les camions à pile à combustible. Nikola, un jeune fabricant de camions électriques et à piles à combustible à hydrogène, a estimé l'année dernière qu'il obtiendrait environ 235 000 $ pour chaque semi-hydrogène vendu.
L'électricité propre pourrait éventuellement être utilisée pour fabriquer et stocker de l'hydrogène dans une gare de triage, où elle pourrait faire le plein de locomotives et de semi-remorques, le tout avec zéro émission.
Cummins prévoit l'utilisation généralisée de l'hydrogène aux États-Unis. d'ici 2030, accéléré par des réglementations plus strictes sur les émissions de diesel et les exigences gouvernementales en matière de véhicules à zéro émission.
L'Europe s'est fixé des objectifs ambitieux pour l'hydrogène vert visant à accélérer son utilisation.
Cela va juste ouvrir le marché et le conduire en quelque sorte, a déclaré Cargnelli. Ensuite, vous verrez d'autres endroits comme l'Amérique du Nord emboîter le pas.
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