La vérité sur la propulsion à l'hydrogène

L'hydrogène est souvent présenté comme l'avenir de la mobilité. Seule de la vapeur sort des gaz d'échappement et le véhicule est rapidement ravitaillé en carburant. La pile à combustible est donc propre, facile et rapide sur la route. Mais l'hydrogène est-il vraiment la technologie du futur ? On a regardé les détails.

Comment fonctionnent les voitures à hydrogène

En principe, les véhicules à hydrogène sont des voitures électriques pures, dans lesquelles on installe une pile à combustible au lieu d'une batterie, ainsi qu'un réservoir pour l'hydrogène gazeux. Grâce à des réactions chimiques de l'hydrogène avec l'oxygène, la pile à combustible produit de l'électricité pour entraîner un moteur électrique. La vapeur d'eau qui en résulte est évacuée par l'échappement. Ainsi, le fonctionnement d'un véhicule à hydrogène est aussi écologique que celui d'une voiture électrique. Cette image change toutefois si l'on tient compte de la provenance de l'hydrogène.

Production d'hydrogène

Comme l'hydrogène ne se trouve dans la nature que sous forme liée, par exemple dans l'eau ou les hydrocarbures, il faut dépenser de l'énergie pour l'utiliser. Il existe différentes façons de produire de l'hydrogène. 90 % De l'hydrogène est obtenu par le reformage du gaz naturel. Dans ce processus, les combustibles fossiles sont donc d'autant plus nécessaires et de grandes quantités de co2 sont produites lors de la production, ce qui entraîne en outre un réchauffement de la planète. D'un point de vue écologique, cela n'a donc aucun avantage sur les brûleurs.

En principe, l'hydrogène pourrait également être utilisé dans l'industrie chimique, où il constitue un déchet. Cependant, il y est généralement réutilisé pour d'autres procédés et ne peut donc être utilisé comme combustible qu'en très petites quantités.

Une autre façon de produire de l'hydrogène est l'électrolyse de l'eau. Dans ce processus, l'eau est divisée en hydrogène et en oxygène à l'aide d'un courant électrique. Cependant, ce procédé n'est utilisé que si de l'électricité très bon marché est disponible, car sinon la production à partir de combustibles fossiles est moins chère. Mais même si l'on utilise l'électricité excédentaire du système photovoltaïque, le rendement est très faible.

Faible efficacité

Déjà 30% de l'énergie est perdue pendant l'électrolyse. En outre, l'hydrogène doit être comprimé pour le transport. Cela réduit l'efficacité de 15 % supplémentaires. Une fois que l'hydrogène est à bord, il doit encore être divisé dans la pile à combustible. Et encore une fois, 20% de l'énergie est perdue. Donc, au final, l'efficacité n'est que de 35%. Cela signifie que la propulsion à l'hydrogène n'est même pas deux fois moins efficace que la propulsion purement électrique. Et cela a des effets correspondants sur l'environnement, mais aussi sur les coûts d'exploitation.

La volatilité des molécules d'hydrogène

Puisque l'hydrogène est généralement transporté et stocké sous forme gazeuse. Cependant, les molécules de h2 sont très petites et s'évaporent rapidement. Ils peuvent même s'échapper par la grille ionique d'un conteneur en acier.

Afin de conserver l'hydrogène en permanence, de le transporter en toute sécurité dans la voiture, et de ne pas devenir un danger même en cas d'accident, les réservoirs d'hydrogène doivent être construits en conséquence complexe.

C'est pourquoi les réservoirs de 5 kg d'hydrogène pèsent environ 125 kg et sont donc très défavorables en termes de mobilité, tant en termes de taille que de poids. La haute compression (700 bar) comporte également des risques pour la sécurité, comme l'a montré l'explosion d'une station de charge d'hydrogène en norvège en juin.

Charge lente

Un autre mythe est que le ravitaillement en carburant est aussi rapide que le ravitaillement des brûleurs. Cela peut être vrai pour le ravitaillement d'un seul véhicule. Mais pour ramener la pression aux 700 bars nécessaires pour le véhicule suivant, l'hydrogène stocké doit être comprimé à nouveau après chaque ravitaillement.

Et ça prend du temps. Ainsi, si plusieurs véhicules doivent être ravitaillés successivement, il y a un temps d'attente. Ainsi, même l'avantage temporel ne reste pour l'instant qu'une histoire de l'industrie pétrolière et gazière qui s'intéresse naturellement beaucoup aux réseaux de charge d'hydrogène en remplacement des réseaux de stations-service qui seront superflus à l'avenir.

Coûts d'exploitation élevés

Comme il n'y a actuellement que quelques voitures à hydrogène sur les routes, les coûts moyens d'entretien et de service sont difficiles à estimer. Toutefois, la technologie, qui est beaucoup plus complexe et coûteuse que la voiture électrique, devrait être beaucoup plus coûteuse. Et cela vaut non seulement pour la maintenance et l'entretien, mais aussi pour le réservoir.

Après tout, un kilo d'hydrogène qui suffit pour 100 km coûte environ 10 euros. Les coûts (très variables) de l'électricité pour les voitures électriques sont en tout cas bien inférieurs à ces coûts. De plus, dans de nombreux endroits, les véhicules électriques peuvent même être rechargés gratuitement.

Gamme et progrès technique

Comme la technologie des voitures électriques se développe rapidement, beaucoup plus rapidement que celle des voitures à hydrogène, certains véhicules électriques se rapprochent déjà aujourd'hui de la gamme des voitures à hydrogène. Les temps de charge se raccourcissent également d'année en année, ce qui rend les voitures électriques adaptées à la production de masse. On ne pourra pas en dire autant des voitures à hydrogène dans les années à venir.

Conclusion

La dépendance restante à l'égard des combustibles fossiles, le faible rendement, la technologie coûteuse et complexe, la manipulation maladroite de l'hydrogène et simplement l'absence de perspectives d'adaptation de la masse en temps voulu font que la propulsion à l'hydrogène n'est pas une solution de rechange concurrentielle.