Les véhicules électriques ne représentent pas l'avenir, l'hydrogène oui

En 2021, le Congrès a approuvé un plan de 7,5 milliards de dollars sous l'administration Biden afin de construire des milliers de nouvelles stations de recharge pour véhicules électriques dans tout le pays. Moins de 10 stations ont été construites.

Au cours des trois années qui ont suivi l'adoption du projet de loi, l'enthousiasme pour les véhicules électriques a fortement diminué. Les pays ont commencé à revenir sur les demandes d'interdiction des moteurs à combustion interne, certains propriétaires de VE reviennent à l'essence et des constructeurs automobiles comme General Motors et Ford - deux des plus grands producteurs de VE aux États-Unis - consacrent davantage d'argent aux hybrides et aux hybrides rechargeables.

Le problème est que les moteurs à essence continuent de rejeter des émissions alors que la Terre se réchauffe. Selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), il y a 60 % de chances que 2024 soit l'année la plus chaude de tous les temps et 100 % de chances qu'elle se classe parmi les cinq premières.

Alors, que faire ?

La solution se trouve peut-être devant nous depuis le début : L'hydrogène. Bien qu'il n'ait pas été bien accueilli historiquement, l'hydrogène - tout comme l'électricité - alimente des véhicules depuis avant le début du siècle. L'inventeur belge Étienne Lenoir a construit la première "Hippomobile" à hydrogène en 1860.

Les préoccupations environnementales des années 1970 ont amené les constructeurs automobiles modernes à expérimenter pour la première fois cette technologie dans leurs véhicules. Dans les années 1980, l'utilisation de l'hydrogène s'est étendue à l'armée. Mais l'hydrogène a été relégué au second plan aux États-Unis dans les années 1990 et était presque obsolète au début des années 2000.

Ce n'est qu'en 2008, légèrement contraints par le gouvernement japonais, que Honda et Toyota ont mis au point leurs modèles FCHV et Clarity, les premières voitures à hydrogène disponibles à grande échelle pour les consommateurs. Aujourd'hui, ces deux entreprises continuent de miser sur cette technologie, tandis que General Motors, Hyundai et même Ferrari s'y intéressent de près.

Le problème est le suivant : comment faire fonctionner l'hydrogène à grande échelle ?

Honda Clarity

Produire de l'hydrogène à grande échelle n'est certainement pas aussi simple que d'appuyer sur un interrupteur. Tout d'abord, et c'est le plus important, il faut beaucoup d'argent. General Motors a investi 35 milliards de dollars dans le développement des piles à hydrogène, des véhicules électriques et de l'autonomie jusqu'en 2025, dont 85 millions de dollars provenant d'un investissement conjoint de Honda. Ce partenariat comprend un centre de développement de piles à combustible de 70 000 pieds carrés dans le Michigan, dont une grande partie est consacrée à la plateforme Ultium EV, sur laquelle reposent actuellement tous les Chevrolet EV et la Honda Prologue.

Pour les consommateurs, seul le CR-V e:FCEV de Honda - le premier SUV moderne à hydrogène - est la preuve de cet investissement massif dans la recherche sur l'hydrogène. Il sera commercialisé en Californie dans le courant de l'année. Honda prévoit d'en vendre environ 300 unités par an, car le marché des véhicules à hydrogène reste limité. La société prendra en charge les frais de ravitaillement à hauteur de 15 000 dollars afin d'inciter un plus grand nombre de personnes à s'équiper.

Mais en réalité, l'hydrogène destiné au grand public n'est pas une priorité absolue pour Honda à l'heure actuelle.

"Notre principale activité dans le domaine de l'hydrogène, franchement, n'est pas le FCEV à l'heure actuelle", déclare Chris Martin, chef de groupe pour les relations publiques techniques, sécuritaires et réglementaires chez Honda. "Il s'agit plutôt de développer l'économie globale de l'hydrogène. En fin de compte, nous considérons que le FCEV jouera plus tard un rôle plus important dans le transport personnel, mais nous devons développer l'économie de l'hydrogène à un point tel qu'elle puisse déjà être en place pour soutenir les consommateurs et les conducteurs réguliers".

Cette économie de l'hydrogène commence sur le plan commercial. Outre le CR-V à hydrogène, Honda a récemment présenté un nouveau semi-remorque à hydrogène de classe 8 qui peut parcourir jusqu'à 400 miles avec un seul pick-up. Il s'agit du premier de ce que Honda espère être de nombreux véhicules commerciaux fonctionnant à l'hydrogène.

"La stratégie générale consiste à se lancer dans l'équipement lourd", explique M. Martin. "La batterie électrique n'est pas nécessairement une bonne solution pour les équipements de construction, les équipements miniers ou les camions de classe 8 qui font du pick-up sur de longues distances. À l'heure actuelle, ces engins sont principalement alimentés par des moteurs diesel, qui émettent évidemment beaucoup de carbone, mais aussi beaucoup de particules."

Concept de pile à combustible à hydrogène pour pick-up de classe 8 de Honda.

Les industries qui dépendent du diesel ont des objectifs d'entreprise visant à réduire les émissions et les gaz à effet de serre, explique M. Martin. L'hydrogène offre une solution que ces industries appellent de leurs vœux. Une fois que l'hydrogène se sera imposé au niveau industriel, Honda pense que la technologie se répercutera sur les consommateurs.

"Une fois qu'il y aura une production industrielle d'hydrogène à l'échelle nationale, il sera possible de produire des FCEV à une échelle abordable", explique M. Martin. "Et si cela se justifie, une gamme plus large de véhicules à pile à combustible arrivera entre les mains des consommateurs."

Il reste cependant de nombreux obstacles à franchir avant d'en arriver là.

L'un des principaux problèmes se situe à la source. L'extraction de l'hydrogène n'est pas exactement un processus propre, du moins pas encore. En 2021, plus de la moitié de la production d'hydrogène aux États-Unis était assurée par le gaz naturel et le charbon. L'excédent d'énergie solaire et éolienne pourrait contribuer à réduire ces problèmes de consommation, le National Renewable Energy Lab estimant qu'un milliard de tonnes d'hydrogène pourraient être produites chaque année à partir de ressources renouvelables. Mais ce type de production d'hydrogène propre à grande échelle n'est pas encore pour demain.

L'extraction de l'hydrogène n'est pas exactement un processus propre, du moins pas encore.

La séparation de l'eau en molécules d'hydrogène et d'oxygène consomme énormément d'énergie. Environ 60 % de l'énergie utilisée au cours du processus d'électrolyse est perdue. Nombreux sont ceux qui affirment que l'utilisation de l'électricité comme intermédiaire pour la production d'hydrogène est un gaspillage d'énergie (littéralement), alors que les véhicules électriques à batterie existent déjà.

Le coût est également extrêmement prohibitif. Selon les estimations, le prix de production de l'hydrogène peut atteindre 12 dollars par kilogramme, alors que les combustibles fossiles reviennent à environ 1,7 dollar par kilogramme et l'électricité renouvelable à 8 dollars. Cela se traduit en fin de compte par des prix plus élevés à la pompe.

Le coût de l'hydrogène a grimpé en flèche, atteignant 36 dollars le kilogramme au début de l'année. Cela signifie qu'il vous en coûterait plus de 200 dollars pour remplir le réservoir de 5,6 kg de votre Toyota Mirai. Avec une autonomie estimée à 402 miles, l'utilisation de la Mirai coûte environ 0,50 dollar par mile, à quelques centimes près. Les hybrides traditionnels comme la Toyota Prius coûtent entre 0,15 et 0,18 dollar par kilomètre (en fonction du prix du carburant), et la Tesla Model 3 ne coûte qu'environ 0,10 dollar par kilomètre. Naturellement, les consommateurs ne voient pas d'avantages en termes de coûts en passant à l'hydrogène.

Les stations d'hydrogène ne sont pas non plus bon marché à produire. La commission de l'énergie de l'État de Californie cite un prix global d'au moins 6,5 millions de dollars par station de ravitaillement en hydrogène. Les chiffres varient considérablement selon les personnes interrogées, mais lorsque le coût d'une station de recharge pour VE est d'environ 110 000 dollars, l'hydrogène reste un investissement considérable en comparaison.

À l'heure actuelle, il n'existe que 53 stations de ravitaillement en hydrogène pour les consommateurs aux États-Unis - 52 en Californie et une à Hawaï. Il y en a également une poignée au Canada. Shell a récemment fermé ses sept stations de ravitaillement en hydrogène en Californie pour les véhicules légers en invoquant des "complications liées à l'approvisionnement en hydrogène et d'autres facteurs externes au marché". On peut probablement interpréter les "facteurs externes du marché" comme un besoin insuffisant : moins de 3 000 voitures à hydrogène ont été vendues dans l'ensemble des États-Unis en 2023.

Selon M. Martin, il s'agit d'un cas classique de poule et d'œuf. Un plus grand nombre de stations d'hydrogène entraînerait-il un plus grand nombre de voitures à hydrogène ? Ou est-ce l'inverse ? La question n'est pas claire et, pour l'instant, personne n'est prêt à changer d'avis.

"Nous avons essayé de faire des véhicules FCEV la première étape et de laisser l'infrastructure de ravitaillement et l'approvisionnement en hydrogène venir plus tard", explique M. Martin. "Malheureusement, cela n'a pas très bien fonctionné en ce qui concerne l'acceptation des véhicules et la mise en place d'une infrastructure de ravitaillement plus importante."

2025 Honda CR-V e:FCEV

Il y a ensuite les problèmes de sécurité liés au fait de rouler avec une pile à hydrogène sous le capot. Le Consortium interne pour la sécurité incendie, la santé et l'environnement affirme que "le risque de choc électrique est important" avec les véhicules à pile à combustible et que "les problèmes d'inflammabilité du carburant se traduisent par des besoins de conception pour le véhicule lui-même". En d'autres termes, les voitures à hydrogène doivent être construites de manière plus sûre que les voitures à essence.

Honda prend ces questions de sécurité au sérieux. La pile à combustible de quatrième génération de l'entreprise est plus solide et plus résistante à la corrosion. La coque en aluminium est enveloppée de fibre de carbone et, au lieu d'utiliser du caoutchouc de silicone, Honda utilise désormais deux plaques de métal à haute résistance soudées avec précision pour une plus grande durabilité, tout en permettant au liquide de refroidissement de circuler entre elles.

"Nous avons des véhicules à carburant sur le marché depuis des années et je ne crois pas qu'il n’y ait jamais eu d'incendie chez les consommateurs", me dit M. Martin. "Nous savons donc ce que nous faisons à cet égard. Les réservoirs sont extrêmement bien conçus et très bien protégés contre les collisions."

Ce niveau d'ingénierie spéciale et de fabrication de précision nécessite un processus de construction tout aussi spécial. Plutôt que de construire le e:FCEV avec des CR-V ordinaires, le SUV à hydrogène est construit au Performance Manufacturing Center (PMC) de Honda dans l'Ohio, où Honda a produit sa supercar NSX.

Au PMC, Honda peut prendre des mesures extrêmes pour garantir la sécurité et la viabilité des piles à combustible.

"C'est un bon endroit pour construire ce type de véhicule spécialisé qui exige un peu plus de précision", note M. Martin. "Il est très important pour nous de faire en sorte que chacun de ces véhicules soit parfait."

Un plus grand nombre de stations d'hydrogène entraînerait-il un plus grand nombre de voitures à hydrogène ? Ou est-ce l'inverse ?

En supposant que nous puissions surmonter ces obstacles apparemment impossibles, les avantages pour le consommateur sont trop importants pour être ignorés.

Faire le plein d'une voiture à hydrogène prend cinq minutes à la pompe, soit à peu près le même temps qu'un arrêt carburant normal ; même les voitures électriques les plus rapides ont besoin d'environ 20 minutes pour se recharger de nos jours. La seule chose qui sort du pot d'échappement d'une voiture à hydrogène est de la vapeur d'eau. De plus, de nombreuses piles à hydrogène modernes sont rarement affectées par les chaleurs et les froids extrêmes. BMW affirme que son iX5 est totalement "insensible aux conditions météorologiques".

Cela signifie qu'un plein de cinq minutes vous permet de parcourir 300 miles avec une source de carburant totalement propre, encore une fois, en théorie. En supposant que les mesures nécessaires soient prises pour garantir la sécurité et la disponibilité, il n'y a pratiquement pas d'inconvénients.

"Nous voulons offrir aux consommateurs des produits qui leur conviennent", explique M. Martin. "Mais en même temps, nous avons d'énormes objectifs de réduction des émissions de carbone. Si nous nous concentrions uniquement sur ce que nous pouvons vendre maintenant, immédiatement, nous n'investirions pas dans toute cette recherche future. Mais nous regardons à beaucoup plus long terme, et c'est tout simplement trop logique. L'hydrogène a trop de sens pour qu'on le laisse de côté".

Le président Biden visitant l'usine ZERO EV de GM

Du côté gouvernemental, alors que la plupart des gros titres se concentrent sur l'énorme impulsion donnée par l'administration Biden aux VE - qui n'a pas encore porté ses fruits -, le gouvernement américain travaille aussi discrètement sur la technologie de transport à l'hydrogène en arrière-plan.

En mars dernier, le ministère de l'Énergie a alloué 750 millions de dollars à 52 projets liés à l'hydrogène aux États-Unis dans le cadre de la loi bipartisane sur les infrastructures. Ces fonds serviront à améliorer les technologies d'électrolyse, à réduire les coûts et à favoriser la production d'hydrogène en général. Il devrait également permettre de créer 1 500 nouveaux emplois, en particulier dans les régions touchées par des pertes d'emplois croissantes liées à l'énergie, comme les Appalaches et les Grandes Plaines.

Un aspect important de cet investissement consiste à définir exactement comment l'hydrogène sera produit aux États-Unis. Il n'existe pas encore de schéma précis, mais le ministère de l'Énergie propose sur son site web une analyse plus approfondie qui présente certaines des exigences en matière d'hydrogène propre pour les nouvelles installations. Ce plan prévoit également jusqu'à 10 ans de crédits d'impôt pour les installations plus anciennes qui sont prêtes à passer aux énergies renouvelables (section 48).

Toutefois, comme pour Honda, l'essentiel de la production d'hydrogène - du moins dans un premier temps - ne sera pas destiné aux véhicules légers. L'hydrogène doit d'abord être utilisé dans le secteur du transport maritime : semi-remorques, cargos, avions-cargos, etc. L'idée est qu'une fois que l'hydrogène sera viable pour le transport maritime, il pourra (en théorie) également être utilisé par les consommateurs.

Mais cela nous ramène au début de l'histoire.

Un investissement de 750 millions de dollars dans la production d'hydrogène propre, c'est bien en théorie, mais il faut passer à l'action. Comme nous l'avons vu avec le plan de 7,5 milliards de dollars pour les véhicules électriques de l'administration Biden, la loi adoptée il y a plus de trois ans n'a pratiquement pas évolué. La loi pourrait être entièrement supprimée en novembre si Donald Trump revient au pouvoir, qui prévoit de revenir sur de nombreuses solutions proposées par l'administration Biden en matière d'énergie propre.

2025 Honda CR-V e:FCEV

Bien sûr, il reste encore de nombreux obstacles à franchir avant que l'hydrogène ne devienne une source d'énergie viable : impact sur l'environnement, manque de stations de ravitaillement, coûts, problèmes de sécurité et réglementations gouvernementales. Mais comme l'a prouvé l'évolution du marché vers l'électrification, ce n'est pas impossible.

La production de la première Nissan Leaf n'a commencé qu'en 2010, tandis que la plupart des entreprises de recharge n'ont vu le jour qu'au cours des 15 dernières années. En un laps de temps relativement court, nous avons vu les VE atteindre un niveau que l'on croyait sans précédent. Ils ne représentent encore qu'environ 16 % de la part de marché totale, mais si l'on compare ce chiffre à celui de 2010, qui n'était que de 0,01 %, on constate qu'ils ont parcouru un long chemin.

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En supposant que nous soyons prêts à investir aussi massivement dans l'hydrogène au cours de la prochaine décennie que nous l'avons fait dans l'électrification - sur le plan financier et environnemental - il y a de fortes chances que les véhicules à hydrogène produits en série deviennent une réalité au cours des 15 prochaines années. Les avantages de ces véhicules, tels que le ravitaillement en carburant, la réduction de l'anxiété liée à l'autonomie et un impact environnemental faible, voire nul, inciteraient même les clients les plus réfractaires aux véhicules électriques à passer à l'hydrogène.

L'hydrogène peut fonctionner. Il suffit d'être prêt à le faire.

Mise à jour : une version antérieure de cet article faisait état d'un investissement de 35 milliards de dollars par General Motors et Honda pour le développement de l'hydrogène. Ce chiffre de 35 milliards de dollars représente l'investissement total de GM dans de multiples projets (y compris l'hydrogène) ; Honda et General Motors n'ont dépensé que 85 millions de dollars pour le développement conjoint de l'hydrogène.