L’Hydrogène
L’Hydrogène, qu’est-ce que c’est ?
L’hydrogène est la molécule de gaz H2 de dihydrogène.
C’est un vecteur énergétique : l’énergie contenue dans la molécule peut être récupérée soit par combustion (moteur thermique adapté), soit servir à la production d’électricité (pile à combustible pour véhicules électriques).
Moteur à hydrogène
Le dihydrogène « explose » dans le dioxygène de l’air pour former de l’eau et produire de l’énergie. La combustion d’1 kg de H2 libère 3 fois plus d’énergie que celle d’1kg d’essence
Pile à combustible
L’oxydation de l’H2 sur une électrode couplée à la réduction d’O2 sur une autre électrode génère un courant électrique qui alimente un moteur.
Sa production
Hydrogène gris
96 % de l’H2 pour l’industrie est produit par vaporeformage de combustibles fossiles : procédé économique mais générant une lourde empreinte carbone (10 à 11 tonnes de CO2 émises pour 1 tonne de H2 produite)
Hydrogène bleu
Hydrogène produit à partir d’énergie fossile, mais le CO2 est capté et soit stocké de manière pérenne (CCS : Carbon Capture and Storage), soit réutilisé de manière éco-responsable.
Hydrogène vert
Il est produit à partir d’énergies renouvelables.
- L’électrolyse de l’eau (avec de l’électricité produite par éoliennes ou panneaux solaires)
- L’hydrogène issu de la biomasse
A partir de juin 2021, la commission européenne classera l’hydrogène en deux catégories :
Hydrogène propre
produit à partir d’énergie renouvelable
Hydrogène bas carbone
produit à partir d’électricité nucléaire ou de combustibles fossiles avec captage et stockage du carbone
L’offre véhicules
VL / VUL à piles à combustible
Les VL précurseurs commercialisés en France sont
Hyundai Nexo
163 ch
666km d’autonomie
Toyota Mirai
154 ch
500 km d’autonomie
Honda Clarity Fuel Cell
177 ch
650 km d’autonomie
D’autres véhicules sont en cours de commercialisation
Renault Kangoo ZE Hydrogen
autonomie annoncée 370 km
Renault Master Z.E. Hydrogen
autonomie annoncée : 350 km
Hyundai H350
5 m3 à 12.9 m3
136 ch
autonomie annoncée 422 km
Mercedes Sprinter F-Cell
Bus à pile à combustible
Safra (Albi)
commercialise le Businova H2 depuis 2019 | autonomie : 300 km
Van Hool
commercialise le A330 Fuel Cell
CaetanoBus
Bus H2 City Gold | technologie fuell cell de Toyota.
Acheté par plusieurs villes européennes, et en cours de test à Paris. Capacité de 64 à 87 passagers. Un moteur électrique de 180 kW associé à une pile à combustible de 60 kW. 400 km d’autonomie. City Gold | CaetanoBus
Solaris
Urbino 12 Hydrogen | 350km d’autonomie
PL : Technologie en développement
Nikola Tre
PL de 500 à 1000 CV à pile à combustible | Autonomie de 500 à 1200 km | Lancement entre 2022 et 2023 en Europe.
Hyundai Xcient Fuel Cell
Depuis 2020 : 2 piles à combustible de 95kW, autonomie = 400 km en configuration porteur 4×2 avec traction d’une remorque de 18 t. Plus d’informations : Hyundai Motor Upgrades Design and Performance of XCIENT Fuel Cell Truck for Global Expansion
Toyota
Développe un PL électrique fonctionnant à l’hydrogène pour le marché Nord-Américain (prototype S1 2021), et un PL 25t pour le marché japonais.
Hyzon Motors
Adaptation à l’hydrogène du tracteur routier XF Space Cab DAF. Autonomie 400 à 600 km, moteur électrique de 500kW, PTRA 44 tonnes. Plus d’informations : Hyzon XF hydrogène : prix, autonomie, performances, commercialisation (h2-mobile.fr)
Mercedes GENH2
Testé dès 2021, commercialisation prévue en 2025. Hydrogène liquide pour une autonomie de 1000km. Prix du Truck Innovation Award 2021. Plus d’informations : Start of testing of the new Mercedes-Benz fuel-cell truck prototype | Daimler
Retrofit
Remplacement d’une partie de la chaîne cinématique des véhicules
Depuis avril 2020, la conversion d’un véhicule thermique de plus de 5 ans en véhicule électrique à batterie ou hydrogène est légal en France. Valable pour VP, VUL, camions, bus et cars.
Le vendéen e-Neo travaille sur le retrofit hydrogène des poids-lourds.
Avitaillement et réseau d’approvisionnement
Durée d’avitaillement de quelques minutes, ne nécessite pas d’équipements de protection particuliers.
Le réseau de distribution étant encore peu développé, il peut être intéressant d’associer sa flotte à une station de production de l’hydrogène en propre.
Panorama des solutions hydrogène
Découvrez le panorama des solutions hydrogène de l’association France Hydrogène (publication du 21/11/2021)
Ses avantages
L’hydrogène peut être produit, puis stocké, sous forme gazeuse ou liquide, avant d’être utilisé.
Pas d'émission de CO2
Un véhicule à pile à combustible n’émet ni CO2, ni oxydes d’azote.
Un véhicule hydrogène à combustion n’émet pas de CO2 (les Nox peuvent être traités avec un catalyseur)
Pas de nuisance sonore
Pas de nuisance sonore dans le cas d’une pile à combustible
Capacité énergétique
Capacité énergétique 3 fois supérieure à celle du pétrole, rendement (ratio entre énergie restituée et énergie fournie) : 45 à 60 % pour l’hydrogène contre 25 à 30 % pour le moteur essence
Les véhicules roulant 100 % à l’hydrogène sont en catégorie Crit’Air Verte
Les limites
La production d’hydrogène peut être énergivore et entrainer de fortes émissions de GES
Hydrogène gris: il est indispensable de faire un bilan carbone complet.
Il est nécessaire de comprimer l’H2 entre 350 et 700 bars du fait de la faible densité énergétique volumique à pression atmosphérique.
Coût de production élevé
Sûreté d’utilisation
Risque de fuite, d’enflammement, mais gaz très volatile donc peu de risque d’explosion. La recherche dans les transports porte sur les matériaux et les systèmes de refroidissement pour limiter ces risques.
L’hydrogène pour le TRM et TRV en Occitanie
Projet Hyd’Occ
Projet soutenu par l’AREC Occitanie (Agence Régionale Energie Climat) et porté par Qair
Création d’une unité industrielle de production d’hydrogène vert sur la zone du port de Port la Nouvelle à destination de l’industrie, des mobilités lourdes (maritime, terrestre, fluvial et ferroviaire) et de la génération d’électricité.
Projet HyPort
Déploiement des infrastructures de production et de distribution d’hydrogène vert sur les zones réservées et publiques des aéroports de Toulouse-Blagnac et Tarbes-Lourdes-Pyrénées.
Avant 2023
6 à 8 bus H2 prévus à Toulouse
&
+ de 20 bus H2 prévus à Montpellier